BlockingQueue是Java中实现生产者消费者模式的线程安全队列，位于java.util.concurrent包下，内部自动处理线程同步。2. 其核心方法put()和take()分别在队列满或空时阻塞生产者或消费者线程，实现自然协调。3. 常用实现类包括有界的ArrayBlockingQueue、可选边界的LinkedBlockingQueue和不存储元素的SynchronousQueue。4. 示例代码使用ArrayBlockingQueue和Food对象演示了多线程环境下生产者向队列添加任务、消费者从队列取出任务的完整流程。
在Java中，BlockingQueue 是实现生产者消费者模式最简单且线程安全的方式之一。它位于 java.util.concurrent 包下，内部已经实现了线程同步机制，能够自动处理生产者和消费者之间的等待与唤醒逻辑，无需手动使用 wait() 和 notify()。
BlockingQueue 的核心特性
BlockingQueue 是一个支持两个关键操作的队列：
- put(E e)：当队列满时，生产者线程会阻塞，直到有空间可用。
- take()：当队列为空时，消费者线程会阻塞，直到有元素可取。
这些阻塞行为让生产者消费者之间的协调变得非常自然。
常用实现类选择
常见的 BlockingQueue 实现有以下几种，可根据需求选择：
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- ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列，需指定容量大小。
- LinkedBlockingQueue：基于链表的可选有界队列，默认无界（但建议设上限）。
- SynchronousQueue：不存储元素的队列，每个 put 必须等待 take，适合高并发传递场景。
一般情况下，ArrayBlockingQueue 是最常用的实现。
代码示例：生产者消费者模型
下面是一个使用 ArrayBlockingQueue 实现的完整示例：
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
// 共享数据
class Food {
int id;
public Food(int id) {
this.id = id;
}
}
// 生产者
class Producer implements Runnable {
private BlockingQueue queue;
public Producer(BlockingQueue queue) {
this.queue = queue;
}
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
Food food = new Food(i);
queue.put(food);
System.out.println("生产了: " + food.id);
Thread.sleep(100); // 模拟生产耗时
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
// 消费者
class Consumer implements Runnable {
private BlockingQueue queue;
public Consumer(BlockingQueue queue) {
this.queue = queue;
}
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
Food food = queue.take();
System.out.println("消费了: " + food.id);
Thread.sleep(200); // 模拟消费耗时
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
// 主程序
public class ProducerConsumerDemo {
public static void main(String[] args) {
BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(5);
Thread producer = new Thread(new Producer(queue));
Thread consumer = new Thread(new Consumer(queue));
producer.start();
consumer.start();
try {
producer.join();
consumer.interrupt(); // 生产结束，中断消费者
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
说明：
- 队列容量设为5，防止内存溢出。
- 生产者每100ms生产一个，消费者每200ms消费一个，体现速度差异。
- 消费者用无限循环持续消费，主函数中通过 interrupt() 结束线程。
优势与注意事项
使用 BlockingQueue 实现的优势包括：
- 线程安全，无需手动加锁。
- 代码简洁，逻辑清晰。
- 自动处理阻塞与唤醒，避免忙等。
注意点：
- 选择合适的队列类型和容量，避免资源浪费或死锁。
- 合理处理 InterruptedException，避免线程无法退出。
- 消费者通常用循环监听队列，可通过标志位或中断控制退出。
基本上就这些。BlockingQueue 让多线程协作变得简单可靠，是实际开发中推荐使用的方案。
