ArrayBlockingQueue是Java中基于数组实现的有界阻塞队列，遵循FIFO原则，容量固定且不支持null元素；其线程安全由ReentrantLock和Condition保证，支持公平性选择；提供add/offer/put和remove/poll/take等方法实现插入、移除与查看操作，其中put和take在队列满或空时会阻塞；示例展示生产者-消费者模型中自动阻塞协作；使用时需注意容量预设、避免null、权衡公平性与性能，适用于多线程数据传递场景。
ArrayBlockingQueue 是 Java 中一个基于数组实现的有界阻塞队列。它实现了 BlockingQueue 接口，常用于多线程环境下的生产者-消费者模型。队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序，一旦创建，其容量不可更改。
基本特性
有界性：构造时必须指定容量大小，且不能为 null 元素。
线程安全：所有操作都是线程安全的，内部使用 ReentrantLock 和 Condition 实现同步。
公平性可选：可在构造时选择是否启用公平策略，避免线程饥饿。
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
常用构造方法
- ArrayBlockingQueue(int capacity)：创建指定容量、非公平访问的队列。
- ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair)：可指定是否公平。
- ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection<? extends E> c)：用集合初始化队列。
核心方法说明
根据行为不同，主要分为以下几类：
插入操作：
- add(E e)：成功返回 true，队列满时抛出 IllegalStateException。
- offer(E e)：成功返回 true，失败返回 false（不阻塞）。
- offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：尝试在指定时间内插入，超时返回 false。
- put(E e)：如果队列满，当前线程会阻塞直到有空间可用。
移除操作：
- remove()：获取并移除队首元素，空时抛出 NoSuchElementException。
- poll()：获取并移除队首元素，空时返回 null。
- poll(long timeout, TimeUnit unit)：等待指定时间尝试获取，超时返回 null。
- take()：如果队列为空，线程阻塞直到有元素可用。
查看操作：
- element()：返回队首元素但不移除，空时抛异常。
- peek()：返回队首元素，空时返回 null。
简单使用示例
下面是一个简单的生产者-消费者例子：
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
public class ABQExample {
private static final int QUEUE_SIZE = 5;
private static BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_SIZE);
public static void main(String[] args) {
Thread producer = new Thread(() -> {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
try {
String item = "item-" + i;
queue.put(item);
System.out.println("生产：" + item);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
});
Thread consumer = new Thread(() -> {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
try {
String item = queue.take();
System.out.println("消费：" + item);
Thread.sleep(500); // 模拟处理时间
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
});
producer.start();
consumer.start();
}
}
在这个例子中，生产者不断往队列中放入数据，消费者从队列取出。当队列满时，生产者会自动阻塞；队列空时，消费者也会阻塞，无需手动控制线程协作。
注意事项
使用 ArrayBlockingQueue 时需要注意以下几点：
- 容量固定，无法动态扩容，需在初始化时合理评估。
- 不允许 null 元素，否则会抛出 NullPointerException。
- 公平模式能减少线程饥饿，但可能降低吞吐量，需权衡使用。
- 适用于线程间传递数据，不适合高频短任务场景。
