使用BlockingQueue可简化Java中生产者消费者模型的实现。它提供线程安全的阻塞队列，支持put/take自动阻塞，无需手动同步。常见实现有ArrayBlockingQueue（有界）和LinkedBlockingQueue（可选有界），代码简洁且可靠。示例中生产者生产10个数字并休眠，消费者持续消费，通过interrupt终止。注意设置合理容量、处理中断，避免内存溢出与线程泄漏。
在Java并发编程中，生产者消费者模型是解决线程间协作的经典问题。利用BlockingQueue可以非常简洁、安全地实现这一模型，无需手动管理锁和等待通知机制。
BlockingQueue简介
BlockingQueue 是 java.util.concurrent 包下的一个接口，表示线程安全的阻塞队列。它支持两个关键操作：
- 当队列为空时，从队列中获取元素的操作会阻塞，直到有元素可用。
- 当队列满时，往队列中添加元素的操作会阻塞，直到队列有空位。
这种特性天然适合生产者消费者场景：生产者向队列放任务，消费者从队列取任务，自动实现流量控制与线程同步。
常见实现类选择
根据使用场景可选择不同的 BlockingQueue 实现：
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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，默认容量为 Integer.MAX_VALUE。
- SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作。
- PriorityBlockingQueue：支持优先级排序的无界阻塞队列。
对于大多数生产者消费者应用，LinkedBlockingQueue 或 ArrayBlockingQueue 是首选。
代码示例：生产者消费者实现
下面是一个使用 BlockingQueue 实现生产者消费者模型的完整例子：
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
class Producer implements Runnable {
private final BlockingQueue queue;
public Producer(BlockingQueue queue) {
this.queue = queue;
}
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println("生产者生产: " + i);
queue.put(i); // 自动阻塞
Thread.sleep(100); // 模拟生产耗时
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
class Consumer implements Runnable {
private final BlockingQueue queue;
public Consumer(BlockingQueue queue) {
this.queue = queue;
}
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
Integer value = queue.take(); // 自动阻塞
System.out.println("消费者消费: " + value);
Thread.sleep(200); // 模拟消费耗时
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
public class ProducerConsumerExample {
public static void main(String[] args) {
BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>(5);
Thread producerThread = new Thread(new Producer(queue));
Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(queue));
producerThread.start();
consumerThread.start();
try {
producerThread.join();
consumerThread.interrupt(); // 生产结束，中断消费者
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
说明：
- 生产者调用
queue.put(item)，如果队列满则自动阻塞。 - 消费者调用
queue.take()，如果队列空则自动阻塞。 - 通过
interrupt()可以优雅终止消费者循环。
优势与注意事项
使用 BlockingQueue 的优势包括：
- 线程安全，内部已处理同步逻辑。
- 代码简洁，避免显式使用 synchronized 和 wait/notify。
- 支持超时操作（如 offer(e, timeout)、poll(timeout)），灵活性高。
需要注意：
- 合理设置队列容量，防止内存溢出（尤其是 LinkedBlockingQueue 默认无界）。
- 消费者应正确处理中断信号，避免线程无法退出。
- 若多个生产者或消费者，仍能正常工作，无需额外同步。
基本上就这些。BlockingQueue 让生产者消费者模型变得简单可靠，是Java并发队列最典型的应用之一。掌握它，对构建高效线程协作系统至关重要。
