JUC的六大阻塞队列BlockingQueue如何实现处理？

摘要：你如果还不了解Java 21中BlockingQueue的六大阻塞队列，那么看这篇文章就够了。我会介绍阻塞队列的定义、种类、实现原理以及应用。 JUC干货系列目录： JAVA JUC干货之线程池状态和状态切换 JAVA JUC干货之线程池实现原理和源码详解（上） JAVA JUC干货之线程池实现原理和源码详解（下） JAVA JUC干货之六大阻塞队列BlockingQueue 综述   大家如果看完上述【JAVA JUC干货系列】文章，相信对线程池的理解会更丝滑流畅，例如java中的线程池由下列四个核心组件组成——线程池管理器ThreadPoolExecutor、用作缓冲区的任务队列、创建新线程的线程工厂和拒绝策略等。本文就在上述博客的基础上，分享线程池核心组件任务队列的基本概念、常用种类、实现原理以及应用。肝文不易，看完别忘了点赞关注哦。   在多线程编程领域，所谓阻塞，是指在某些情况下会挂起线程，一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤醒。阻塞队列中的“阻塞”也是这个意思。   熟悉消息队列（MessageQueue）八股文的老铁一定知道消息队列有解耦、异步处理、提高系统可扩展性和削峰填谷神奇效果。同样阻塞队列BlockingQueue的作用也包含这四种，区别是BlockingQueue只作用于本机器，而消息队列相当于分布式BlockingQueue。   为什么需要阻塞队列？它在消息传输过程中充当临时保存消息的容器，是实现生产者-消费者模型等常见并发模式的重要工具。当系统中出现“生产”和“消费”的速度不一致或稳定性等影响系统健壮性因素的时候，就需要阻塞队列削峰填谷，作为抽象层，能够有效地平衡生产者和消费者之间的速度差异，提供一种平滑和安全的数据交互方式。   Java 中的线程池使用了两种类型的任务队列：有界队列和无界队列。有界队列可以限制任务队列的最大长度，控制待处理任务的数量；而无界队列则没有长度限制，可以永无止境地向其提交新任务。 BlockingQueue核心操作方法   本章节介绍阻塞队列常用的方法及其行为。 remove()：移除队首元素，若移除成功，则返回true；如果移除失败（队列为空），则会抛出异常。 element()：返回队列头部元素但不移除，如果队列为空，抛出异常。 peek()：返回队列头部元素但不移除，如果队列为空，返回 null。 下面根据插入和获取对操作方法进行分类介绍。 插入数据   add(E e) 向队列尾部写入新的数据e，如果插入成功，则返回true；如果队列已满则插入失败，抛出队列已满的异常。   offer(E e)：表示如果可能的话，将新数据写入队列尾部，即如果BlockingQueue有空间，则插入成功并返回true；否则，因队列已满而插入失败，返回false。本方法不阻塞当前执行方法的线程。   offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：添加元素到队列中，如果队列满了返回 false。可以设定等待插入元素的时间，如果在指定的时间内还不能加入，则抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常。   put(E e)：添加元素到队列中，如果队列满了则调用此方法的线程被挂起，直到队列有空间再继续。 获取数据   poll()：从队列中移除并获取位于队首的元素，若成功，则返回队首元素；如果队列为空则返回 null。   poll(long time)：取走排在队列首位的对象。若队列为空不能立即取出元素，则可以等待time参数规定的时间, 超时仍然取不到时返回null；否则，返回取得的元素。   poll(long timeout, TimeUnit unit)：从队列头部获取数据并且该数据会从队列头部移除，如果队列为空则当前线程会阻塞指定的时间，直到在此期间有新的数据写入，或者阻塞的当前线程被其它线程中断，当线程由于超时退出阻塞时，返回值为null。   take()：从队列头部获取排在首位的对象并且该数据会从队列头部移除，如果队列没有任何元素则阻塞，直到队列中有元素被加入。   drainTo()：一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象（还可以指定获取数据的个数）， 通过该方法，可以提升获取数据效率；不需要多次分批加锁或释放锁。   peek()：获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则，返回null。它只查看但不移除队列中的元素。