Java BlockingQueue接口`java.util.concurrent.BlockingQueue`表示一個可以存取元素，并且線程安全的隊列。換句話說，當多線程同時從 Java`BlockingQueue`中插入元素、獲取元素的時候，不會導致任何并發問題（元素被插入多次、處理多次等問題）。 從java `BlockingQueue`可以引申出一個概念：阻塞隊列，是指隊列本身可以阻塞線程向隊列里面插入元素，或者阻塞線程從隊列里面獲取元素。比如：當一個線程嘗試去從一個**空隊列**里面獲取元素的時候，這個線程將被阻塞直到隊列內元素數量不再為空。當然，線程是否會被阻塞取決于你調用什么方法從`BlockingQueue`獲取元素，有的方法會阻塞線程，有的方法會拋出異常等等，下文我們會詳細介紹。 ## 一、BlockingQueue 接口實現類 本文不會去介紹如何自己實現`BlockingQueue`接口，JUC已經為我們做好了相關的一些接口實現類。 `BlockingQueue`是一個java接口，當我們需要使用阻塞隊列的時候，可以使用它的實現類。`java.util.concurrent`包里面有如下的一些實現類實現了`BlockingQueue`接口。 * ArrayBlockingQueue * DelayQueue * LinkedBlockingQueue * LinkedBlockingDeque * LinkedTransferQueue * PriorityBlockingQueue * SynchronousQueue 在本文以及后續的文章中，會依次為大家介紹這些實現類的作用及使用場景，期待您的關注。 ## 二、BlockingQueue 應用場景介紹 `BlockingQueue`通常被應用在一個線程生產對象放入隊列，與此同時另一個線程消費隊列內的對象的場景下。下面的這張圖說明了使用場景：  生產者線程不斷的生產新的對象，并將他們插入到`BlockingQueue`，直到隊列中object的數量達到隊列存儲容量的上限。也就是說當隊列中對象達到容量上限的時候，生產者線程將被阻塞，不能再向隊列中插入新的對象。生產者線程將保持阻塞等待狀態，直到消費者線程從隊列中拿走Object，讓隊列有空余位置放入新的對象。 消費者線程不斷的從`BlockingQueue`取出對象并將其進行處理。如果消費者線程嘗試從一個空隊列中獲取一個對象，消費者線程將被阻塞處于等待狀態，直到生產者向隊列中放入一個新的對象。 所以BlockingQueue經常被用于生產消費的緩沖隊列，如果你不想用分布式的或者中間件消息隊列（redis、kafka）等（因為對于一個小功能會增加比較大的獨立中間件運維成本），BlockingQueue可以能是一個備選的選項。 ### 2.1.BlockingQueue 方法介紹 Java`BlockingQueue` 提供了四組不同的方法用于向隊列中插入、移除、檢查隊列中包含某一元素對象。每一組方法在被調用之后的響應行為上有所不同，如下： ||拋出異常|返回特定值|阻塞后一直等待|阻塞后等待超時| |---|---|---|---|---| |插入對象|add(o)|offer(o)|put(o)|offer(o, timeout, timeunit)| |移除對象|remove(o)|poll()|take()|poll(timeout, timeunit)| |檢查對象存在|element()|peek()||| 上面的方法的四種行為分別的含義是 1. **拋出異常**: 如果調用方法后不能立即響應結果（空隊列或滿隊列），則拋出異常。 2. **返回特定值**: 如果調用方法后不能立即響應結果（空隊列或滿隊列），則返回特定的值（通常是true/false），true表示方法執行成功，否則表示方法執行失敗。 3. **阻塞后一直等待**: 如果調用方法后不能立即響應結果（空隊列或滿隊列），該方法將被阻塞一直處于等待狀態。 4. **阻塞后等待超時**: 如果調用方法后不能立即響應結果（空隊列或滿隊列），該方法將在一定時間范圍內被阻塞等待，也就是在超時時間范圍內阻塞。當超出超時時間之后，方法線程將不再阻塞，而是返回一個特定的值（通常是true/false），true表示方法執行成功，否則表示方法執行失敗。 另外，`BlockingQueue`隊列不允許向其內部插入null，如果你向隊列中插入null，將會引發`NullPointerException`異常。 一般的隊列都是從隊首放入對象，從隊尾獲取對象,`BlockingQueue`不僅支持從隊首隊尾操作數據對象，還支持從隊列中其他任何位置操作數據。比如：你已經向隊列中放入一個對象并等待處理，但是出于某些特殊原因希望將這個對象從隊列中刪除掉。你可以調用`remove(o)`方法來刪除隊列中的一個特定的o對象。當然我們的程序不能經常性的這樣做，因為隊列這種數據結構經常從中間位置操作數據的效率是極低的，所以除非必要不建議這樣做。 #### add(o) BlockingQueue`add()` 方法可以將o對象以參數的形式插入到隊列里面，如果隊列里面有剩余空間，將被立即插入；如果隊列里面沒有剩余空間，`add()`方法將跑出 IllegalStateException. #### offer(o) BlockingQueue`offer()` 方法可以將o對象以參數的形式插入到隊列里面，如果隊列里面有剩余空間，將被立即插入；如果隊列里面沒有剩余空間，`offer()`方法將返回特定的值`false`. #### offer(o, long millis, TimeUnit timeUnit) BlockingQueue`offer()` 方法有另外一個版本的實現，存在超時時間的設置參數。這個版本的`offer()`方法將o對象以參數的形式插入到隊列里面，如果隊列里面有剩余空間，將被立即插入；如果隊列里面沒有剩余空間，調用offer方法的線程在超時時間內將被阻塞處于等到狀態，當阻塞時間大于超時時間之后，隊列內如果仍然沒有剩余空間放入新對象，`offer()`方法將返回`false`. #### put(o) BlockingQueue`put()` 方法可以將o對象以參數的形式插入到隊列里面，如果隊列里面有剩余空間，將被立即插入；如果隊列里面沒有剩余空間，調用put的方法的線程將被阻塞，直到BlockingQueue里面騰出新的空間可以放入對象為止。 #### take() BlockingQueue`take()` 方法取出并移除隊列中的第一個元素（對象），如果BlockingQueue隊列中不包含任何的元素，調用`take()`方法的線程將被阻塞，直到有新的元素對象插入到隊列中為止。 #### poll() BlockingQueue`poll()` 方法取出并移除隊列中的第一個元素（對象），如果BlockingQueue隊列中不包含任何的元素，`poll()`方法將返回`null`. #### poll(long timeMillis, TimeUnit timeUnit) BlockingQueue`poll(long timeMillis, TimeUnit timeUnit)`方法同樣存在一個超時時間限制的版本，正常情況下該方法取出并移除隊列中的第一個元素（對象）。如果BlockingQueue隊列中不包含任何的元素，在超時時間范圍內，如果仍然沒有新的對象放入隊列，這個版本的`poll()`方法將被阻塞處于等待狀態；當阻塞時間大于超時時間之后，`poll(long timeMillis, TimeUnit timeUnit)`返回`null` #### remove(Object o) BlockingQueue`remove(Object o)` 方法可以從隊列中刪除一個以參數形式給定的元素對象，`remove()`方法使用`o.equals(element)`將傳入參數o與隊列中的對象進行一一比對，從而判定要刪除的對象是否在隊列中存在，如果存在就從隊列中刪除并返回true，否則返回false。 需要注意的是：如果隊列中有多個與傳入參數equals相等的對象，只刪除其中一個，不會將隊列中所有匹配的對象都刪除。 #### peek() BlockingQueue`peek()` 方法將取出隊列中的第一個元素對象，但是并不會將其從隊列中刪除。如果隊列中目前沒有任何的元素，也就是空隊列，`peek()`方法將返回`null`. #### element() BlockingQueue`element()`方法將取出隊列中的第一個元素對象，但是并不會將其從隊列中刪除。如果隊列中目前沒有任何的元素，也就是空隊列，`element()`方法將拋出 NoSuchElementException. #### contains(Object o) BlockingQueue`contains(Object o)` 方法用來判斷當前隊列中是否存在某個對象，該對象與傳入參數o相等（`Objects.equals(o, element)`被用來判定對象的相等性）。遍歷隊列中的所有元素，一旦在隊列中發現匹配的元素對象，該方法將返回true；如果沒有任何的元素匹配相等，該方法返回false。 #### drainTo(Collection dest) `drainTo(Collection dest)`方法一次性的將隊列中的所有元素取出到集合類Collection dest對象中保存。 #### drainTo(Collection dest, int maxElements) `drainTo(Collection dest)`方法一次性的從隊列中取出maxElements個元素到集合類Collection dest對象中保存。 #### size() BlockingQueue`size()` 方法返回隊列中目前共有多少個元素 #### remainingCapacity() BlockingQueue`remainingCapacity()` 方法將返回隊列目前還剩多少個可用空間用于放入新的對象。剩余空間容量=隊列的總容量-已經被占用的空間數量