• 阻塞队列


    生产者消费者的实际使用

      大家都有使用过分布式消息队列,比如 ActiveMQ、 kafka、RabbitMQ 等等,消息队列的是有可以使得程序之 间实现解耦,提升程序响应的效率。 如果我们把多线程环境比作是分布式的话,那么线程与线 程之间是不是也可以使用这种消息队列的方式进行数据通 信和解耦呢?

    阻塞队列的使用案例

    注册成功后增加积分

       假如我们模拟一个场景,就是用户注册的时候,在注册成 功以后发放积分。这个场景在一般来说,我们会这么去实现

    但是实际上,我们需要考虑两个问题:

    1. 性能,在注册这个环节里面,假如添加用户需要花费 1 秒 钟,增加积分需要花费 1 秒钟,那么整个注册结果的返 回就可能需要大于 2 秒,虽然影响不是很大,但是在量 比较大的时候,我们也需要做一些优化。

    2. 耦合,添加用户和增加积分,可以认为是两个领域,也 就是说,增加积分并不是注册必须要具备的功能,但是 一旦增加积分这个逻辑出现异常,就会导致注册失败。 这种耦合在程序设计的时候是一定要规避的 因此我们可以通过异步的方式来实现。

     改造之前的代码逻辑

    public class UserService {
        public boolean register(){
            User user=new User();
            user.setName("Mic");
            addUser(user);
            sendPoints(user);
            return true;
        }
        public static void main(String[] args) {
            new UserService().register();
        }
        private void addUser(User user){
            System.out.println("添加用户:"+user);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        private void sendPoints(User user){
            System.out.println(" 发 送 积 分 给 指 定 用
                    户:"+user);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    改造之后的逻辑

    import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    public class UserService {
        private final ExecutorService single =  Executors.newSingleThreadExecutor();
        private volatile boolean isRunning = true;
        ArrayBlockingQueue arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue(10);
    
        {
            init();
        }
    
    
    
        public void init() {
            single.execute(() -> {
                while (isRunning) {
                    try {
                        User user = (User) arrayBlockingQueue.take();//阻塞的方式获取队列中的数据
                        sendPoints(user);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    
        public boolean register() {
            User user = new User();
            user.setName("Mic");
            addUser(user);
            arrayBlockingQueue.add(user);//添加到异步 队列
            return true;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            new UserService().register();
        }
    
        private void addUser(User user) {
            System.out.println("添加用户:" + user);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        private void sendPoints(User user) {
            System.out.println(" 发 送 积 分 给 指 定 用 户:"+user);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
    }

    优化以后,整个流程就变成了这样

    在这个案例中,我们使用了 ArrayBlockingQueue 基于数 组的阻塞队列,来优化代码的执行逻辑。

     阻塞队列的应用场景

      阻塞队列这块的应用场景,比较多的仍然是对于生产者消 费者场景的应用,但是由于分布式架构的普及,是的大家 更多的关注在分布式消息队列上。所以其实如果把阻塞队 列比作成分布式消息队列的话,那么所谓的生产者和消费 者其实就是基于阻塞队列的解耦。 另外,阻塞队列是一个 fifo 的队列,所以对于希望在线程 级别需要实现对目标服务的顺序访问的场景中,也可以使用。

    J.U.C 中的阻塞队列

      J.U.C 提供的阻塞队列 在 Java8 中,提供了 7 个阻塞队列:

    ArrayBlockingQueue    数组实现的有界阻塞队列, 此队列按照先进先出(FIFO)的原则 对元素进行排序。

    LinkedBlockingQueue  链表实现的有界阻塞队列, 此队列的默认和最大长度为 Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的原则对元素进行 排序

    PriorityBlockingQueue    支持优先级排序的无界阻塞队列, 默认情况下元素采取自然顺序 升序排列。也可以自定义类实现 compareTo()方法来指定元素 排序规则,或者初始化PriorityBlockingQueue 时,指定构造 参数 Comparator 来对元素进行排序。

    DelayQueue           优先级队列实现的无界阻塞队列

    SynchronousQueue          不存储元素的阻塞队列, 每一个 put 操作必须等待一个 take 操 作,否则不能继续添加元素。

    LinkedTransferQueue     链表实现的无界阻塞队列

    LinkedBlockingDeque       链表实现的双向阻塞队列

    阻塞队列的操作方法

    在阻塞队列中,提供了四种处理方式

    1. 插入操作

    add(e) :添加元素到队列中,如果队列满了,继续插入 元素会报错,IllegalStateException。

    offer(e) : 添加元素到队列,同时会返回元素是否插入 成功的状态,如果成功则返回 true

    put(e) :当阻塞队列满了以后,生产者继续通过 put 添加元素,队列会一直阻塞生产者线程,知道队列可用

    offer(e,time,unit) :当阻塞队列满了以后继续添加元素, 生产者线程会被阻塞指定时间,如果超时,则线程直接 退出

    2. 移除操作

    remove():当队列为空时,调用 remove 会返回 false, 如果元素移除成功,则返回 true

    poll(): 当队列中存在元素,则从队列中取出一个元素, 如果队列为空,则直接返回 null

    take():基于阻塞的方式获取队列中的元素,如果队列为 空,则 take 方法会一直阻塞,直到队列中有新的数据可 以消费

    poll(time,unit):带超时机制的获取数据,如果队列为空, 则会等待指定的时间再去获取元素返回

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/talkingcat/p/13509259.html
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