导言
最近一个月一向在更新《解读Java源码专栏》，其中跟咱们一同分析了Java的常见的5种BlockingQueue（堵塞行列），今日就盘点一下这几种堵塞行列的优缺点、差异，以及运用场景。
常见的BlockingQueue有以下5种，下面会详细介绍。
- ArrayBlockingQueue
根据数组完成的堵塞行列，创立行列时需指定容量巨细，是有界行列。
- LinkedBlockingQueue
根据链表完成的堵塞行列，默认是无界行列，创立能够指定容量巨细
- SynchronousQueue
一种没有缓冲的堵塞行列，生产出的数据需要立刻被消费
- PriorityBlockingQueue
完成了优先级的堵塞行列，能够依照元素巨细排序，是无界行列
- DelayQueue
完成了推迟功用的堵塞行列，根据PriorityQueue完成的，是无界行列
BlockingQueue简介
这几种堵塞行列都是完成了BlockingQueue接口，在日常开发中，咱们如同很少用到BlockingQueue（堵塞行列），BlockingQueue到底有什么效果？运用场景是什么样的？
假如运用过线程池或者阅览过线程池源码，就会知道线程池的核心功用都是根据BlockingQueue完成的。
咱们用过消息行列（MessageQueue），就知道消息行列效果是解耦、异步、削峰。相同BlockingQueue的效果也是这三种，差异是BlockingQueue只效果于本机器，而消息行列相当于分布式BlockingQueue。
BlockingQueue作为堵塞行列，主要运用于生产者-顾客形式的场景，在并发多线程中尤其常用。
- 比如像线程池中的使命调度场景，提交使命和拉取并履行使命。
- 生产者与顾客解耦的场景，生产者把数据放到行列中，顾客从行列中取数据进行消费。两者进行解耦，不用感知对方的存在。
- 应对突发流量的场景，事务高峰期忽然来了很多请求，能够放到行列中缓存起来，顾客以正常的频率从行列中拉取并消费数据，起到削峰的效果。
BlockingQueue是个接口，界说了几组放数据和取数据的办法，来满意不同的场景。
| 操作 | 抛出反常 | 回来特定值 | 堵塞 | 堵塞一段时刻 |
|---|---|---|---|---|
| 放数据 | add() | offer() | put() | offer(e, time, unit) |
| 取数据（一同删去数据） | remove() | poll() | take() | poll(time, unit) |
| 取数据（不删去） | element() | peek() | 不支持 | 不支持 |
这四组办法的差异是：
- 当行列满的时分，再次添加数据，add()会抛出反常，offer()会回来false，put()会一向堵塞，offer(e, time, unit)会堵塞指定时刻，然后回来false。
- 当行列为空的时分，再次取数据，remove()会抛出反常，poll()会回来null，take()会一向堵塞，poll(time, unit)会堵塞指定时刻，然后回来null。
ArrayBlockingQueue
-
ArrayBlockingQueue底层根据数组完成，选用循环数组，提升了数组的空间利用率。 -
ArrayBlockingQueue初始化的时分，有必要指定行列长度，是有界的堵塞行列，所以要预估好行列长度，确保生产者和顾客速率相匹配。 -
ArrayBlockingQueue的办法是线程安全的，运用ReentrantLock在操作前后加锁来确保线程安全。
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LinkedBlockingQueue
-
LinkedBlockingQueue底层根据链表完成，支持从头部弹出数据，从尾部添加数据。 -
LinkedBlockingQueue初始化的时分，假如不指定行列长度，默认长度是Integer最大值，相当于无界行列，有内存溢出危险，主张初始化的时分指定行列长度。 -
LinkedBlockingQueue的办法是线程安全的，别离运用了读写两把锁，比ArrayBlockingQueue功能更好。
与ArrayBlockingQueue差异是：
- 底层结构不同，
ArrayBlockingQueue底层根据数组完成，初始化的时分有必要指定数组长度，无法扩容。LinkedBlockingQueue底层根据链表完成，链表最大长度是Integer最大值。 - 占用内存巨细不同，
ArrayBlockingQueue一旦初始化，数组长度就确认了，不会跟着元素添加而改动。LinkedBlockingQueue会跟着元素越多，链表越长，占用内存越大。 - 功能不同，
ArrayBlockingQueue的入队和出队共用一把锁，并发较低。LinkedBlockingQueue入队和出队运用两把独立的锁，并发情况下功能更高。 - 公正锁选项，
ArrayBlockingQueue初始化的时分，能够指定运用公正锁或者非公正锁，公正锁形式下，能够依照线程等候的顺序来操作行列。LinkedBlockingQueue只支持非公正锁。 - 适用场景不同，
ArrayBlockingQueue适用于明确限制行列巨细的场景，避免生产速度大于消费速度的时分，造成内存溢出、资源耗尽。LinkedBlockingQueue适用于事务高峰期能够主动扩展消费速度的场景。
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SynchronousQueue
无论是ArrayBlockingQueue还是LinkedBlockingQueue都是起到缓冲行列的效果，当顾客的消费速度跟不上时，使命就在行列中堆积，需要等候顾客渐渐消费。
假如咱们想要自己的使命快速履行，不要积压在行列中，该怎样办？这时分就能够运用SynchronousQueue了。
SynchronousQueue被称为同步行列，当生产者往行列中放元素的时分，有必要等候顾客把这个元素取走，否则一向堵塞。顾客取元素的时分，同理也有必要等候生产者放行列中放元素。
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SynchronousQueue底层有两种完成办法，别离是根据栈完成非公正战略，以及根据行列完成的公正战略。 -
SynchronousQueue初始化的时分，能够指定运用公正战略还是非公正战略。 -
SynchronousQueue不存储元素，不适合作为缓存行列运用。适用于生产者与顾客速度相匹配的场景，可减少使命履行的等候时刻。
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PriorityBlockingQueue
由于PriorityQueue跟前几个堵塞行列不一样，并没有完成BlockingQueue接口，只是完成了Queue接口，所以PriorityQueue并不算堵塞行列。Queue接口中界说了几组放数据和取数据的办法，来满意不同的场景。
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PriorityQueue完成了Queue接口，供给了两组放数据和读数据的办法，来满意不同的场景。 -
PriorityQueue底层根据数组完成，完成了依照元素值巨细排序的功用，内部依照最小堆存储，完成了高效的插入和删去。 -
PriorityQueue初始化的时分，能够指定数组长度和自界说比较器。 -
PriorityQueue初始容量是11，当数组容量小于64，选用2倍扩容，否则选用1.5扩容。 -
PriorityQueue每次都是从数组头节点取元素，取之后需要调整最小堆。
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DelayQueue
DelayQueue是一种本地推迟行列，比如希望咱们的使命在5秒后履行，就能够运用DelayQueue完成。常见的运用场景有：
- 订单10分钟内未支付，就撤销。
- 缓存过期后，就删去。
- 消息的推迟发送等。
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DelayQueue底层选用组合的办法，复用PriorityQueue的依照推迟时刻排序使命的功用，完成了推迟行列。 -
DelayQueue是线程安全的，内部运用ReentrantLock加锁。
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总结
这5种堵塞行列的特性各不相同，在运用的时分该怎样选择呢？我做了一张图，供咱们参阅。
