💐专栏导读

🌷JavaSE 🌾多线程🌼数据结构

阻塞队列是一种“特殊”的数据结构，但是也遵循队列的“先进先出”特性，它的特殊在于：

阻塞队列的两个特性：

1、阻塞队列是线程安全的，这主要取决于它的阻塞特性

2、带有阻塞特性：

​ a.向队列中添加元素时，如果队列满了，就会阻塞等待，直到其他线程从队列中取走元素时才会解除等待

​ b.从队列中向外拿元素时，如果队列为空，就会阻塞等待，直到其他线程向队列中添加元素后，才会解除等待

阻塞队列的最大作用就是可以用来实现“生产者消费者模型”；

💐生产者消费者模型

什么是生产者消费者模型？

比如在我们上学时，都不喜欢写作业，都喜欢在开学时到学校抄别人的作业，而在我们写完作业后，都是交到班长手里，然后班长去交给老师，这时候，我们如果想要抄作业，都是去班长哪里拿，所以，班长就相当于阻塞队列，学生就相当于线程，当坏学生想要从班长那里拿作业时，就需要等好学生将作业交给班长后才能拿，不然就要等待，但是，如果班长桌子上的作业放满了，其他科的作业就不能再放了，就需要等班长先交一些，空出位置之后才能继续再交给班长，所以这个过程就是生产者消费者模式，而生产者消费者模型主要是利用了阻塞队列；

1、生产者消费者模型可以解决强耦合问题：

什么是强耦合：

例如，有一个简单的分布式系统，客户端向服务器机房发送一个要求后等待服务器相应，但是这个要求可能需要两个服务器联合进行处理，比如，有一个A服务器和B服务器，A服务器可能需要B服务器的响应进行后序的操作，但是呢，如果因为B服务器挂了，那么就会导致A服务器也会挂，所以这种联系较紧密的强耦合模块就很容易出现问题；

针对上述情况，就可以引入一个阻塞队列来解决：

将阻塞队列也封装成一个单独的服务器程序，让A服务器直接和这个阻塞队列进行交互，让B服务器也直接和阻塞队列进行交互，不管B到底会不会出错，也都不会影响到A，A都只会和阻塞队列进行交互，就算以后再增加多个服务器的话，也就只是和阻塞队列进行交互，A也不必进行修改，这样就降低了耦合性👇

2、削峰填谷

”峰“的意思是：短时间内，请求量比较多

”谷”的意思是:请求量比较少

如果在没有引入阻塞队列的情况下(如上图一)，如果客户端这边的请求量比较大，那么，不管A接受多少请求量，都会直接发给B，A和B所要承受的压力是一样的，但是，每个服务器都是不一样的，可能就会出现，对于这个并发量，A服务器可以承受，B服务器就承受不了；

对于这种情况就可以用生产者消费者模型解决：

和图二一样，给A发过去的较大请求量，并不直接发给B，而是发队列，B仍然按照他自己的速度处理请求，举个例子：假如，A和B每秒钟可以处理1000条请求，但是，出现了极端情况，A每秒处理了3000条请求，但是呢，B仍然会继续按照每秒处理1000条请求，这样，请求就会在队列中积压，如果队列满了的话，A向队列中发送请求就发生阻塞，直到B从队列中取出请求，使队列出现空余空间后，A再继续发出请求，就这样，一来一回，虽然可能响应有点慢了，但是总比把B服务器搞挂了好；而后续A服务器发出的请求量少了以后，B服务器就可以慢慢的处理完这些积压的请求；

有了这样的机制后，就可以保证在突发情况突然来临时，服务器仍然能够正常运行

💐模拟实现阻塞队列

class MyBlockingQueue<T> {private Object[] element = new Object[5];//为了bi内存可见性问题，加上一个volatileprivate volatile int head;private volatile int tail;private  volatile int size;//向队列中添加一个元素public void put(T elem) {//加锁synchronized(this) {//判断队列是否满了while(size == element.length) {//阻塞等待try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//没满情况element[tail] = elem;tail++;//判断tail是否是数组最后一个元素if(tail == element.length){tail = 0;}size++;this.notify();}}//弹出队列中的一个元素public T take() {synchronized (this) {//判断队列是否为空while(size == 0) {//阻塞等待try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//不为空情况T ret = (T)element[head];head++;if(head == element.length) {head = 0;}size--;this.notify();return ret;}}}

💡注意点一

put() 方法里面的wait需要take()里面的notify唤醒，take()方法里面的wait需要put() 里面的notify唤醒，因为，当在put里面调用wait后，就会处于阻塞等待，就算是继续调用put，仍然会阻塞等待，必须调用take里面的notify后，才后解除等待，take也同理，所以不可能出现方法内调用notify解除方法自己的wait这中情况；

💡注意点二

在这里为什么要使用while循环判断？

wait被唤醒的方式除了notify外，还有一种方式就是，如果在其他线程中调用interupt方法可能会中断wait的等待，就如上面代码一样，如果一旦调用了interupt方法，那么wait就会被唤醒，被唤醒之后，代码并没有退出，这时候，如果数组仍然是满的话，那么就会出现bug，此时的tail指向的还是一个有效元素，这个有效元素就会被修改，并且size++，size就超过了数组的长度，所以，利用while语句，一旦wait被唤醒，那么就再次进行一下判断，如果数组是满的，仍然继续等待，反之向下执行，take也同理；