ConcurrentLinkedQueue并发队列和LinkedBlockingQueue阻塞队列的详细用法和示例

参考文章：http://blog.csdn.net/ac903919/article/details/6967728，http://www.cnblogs.com/linjiqin/archive/2013/05/30/3108188.html

1.LinkedBlockingQueue<E>：java.util.concurrent

API中的解释：

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1. public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, Serializable  

一个基于已链接节点的、范围任意的 blocking queue。此队列按 FIFO（先进先出）排序元素。队列的头部 是在队列中时间最长的元素。队列的尾部 是在队列中时间最短的元素。新元素插入到队列的尾部，并且队列检索操作会获得位于队列头部的元素。链接队列的吞吐量通常要高于基于数组的队列，但是在大多数并发应用程序中，其可预知的性能要低。可选的容量范围构造方法参数作为防止队列过度扩展的一种方法。如果未指定容量，则它等于Integer.MAX_VALUE。除非插入节点会使队列超出容量，否则每次插入后会动态地创建链接节点。

适用阻塞队列的好处：多线程操作共同的队列时不需要额外的同步，另外就是队列会自动平衡负载，即那边（生产与消费两边）处理快了就会被阻塞掉，从而减少两边的处理速度差距。

 

2.ConcurrentLinkedQueue<E>:java.util.concurrent

API中的解释：

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1. public class ConcurrentLinkedQueue<E>extends AbstractQueue<E>implements Queue<E>, Serializable  

一个基于链接节点的、无界的、线程安全的队列。此队列按照 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。队列的头部 是队列中时间最长的元素。队列的尾部 是队列中时间最短的元素。新的元素插入到队列的尾部，队列检索操作从队列头部获得元素。当许多线程共享访问一个公共 collection 时，ConcurrentLinkedQueue 是一个恰当的选择。此队列不允许 null 元素。

 

3.使用Executor和ExecutorService线程池处理并发任务

并发编程中的一种编程方式是把任务拆分为一些的小任务，即Runnable,然后再提交给一个Executor执行，Executor.execute(Runnable).Executor在执行时适用内部的线程池完成操作。Executor在执行时使用内部的线程池完成操作。

 

3.1创建固定数目或可缓存线程池

Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10);  //创建固定数目线程的线程池Executor executor = Executors.newCachedThreadPool();  //创建一个可缓存的线程池，调用execute将重用以前构造的线程（如线程可用）。如果现有线程没有可用的。则创建一个新的线程并添加到池中。

3.2ExecutorService与生命周期

ExecutorService扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态，运行，关闭，终止。Executor创建时出于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后，出于关闭状态，isShutdown方法返回true。这时，不应该再想Executor中添加任务，所有已添加的任务执行完毕后，Executor出于终止状态，IsTerminated（）返回true.如果Executor处于关闭状态，往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException.

API中的解释：

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1. public interface ExecutorService extends Executor  

Executor 提供了管理终止的方法，以及可为跟踪一个或多个异步任务执行状况而生成Future 的方法。 可以关闭 ExecutorService，这将导致其停止接受新任务。关闭后，执行程序将最后终止，这时没有任务在执行，也没有任务在等待执行，并且无法提交新任务。通过创建并返回一个可用于取消执行和/或等待完成的Future，方法submit 扩展了基本方法 Executor.execute(java.lang.Runnable)。方法 invokeAny 和 invokeAll 是批量执行的最常用形式，它们执行任务集合，然后等待至少一个，或全部任务完成（可使用 ExecutorCompletionService 类来编写这些方法的自定义变体）。Executors 类提供了用于此包中所提供的执行程序服务的工厂方法。

 

void shutdown():启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务。如果已经关闭，则调用没有其他作用。

submit(Runnable task) 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。

4.ConcurrentLinkedQueue并发队列和LinkedBlockingQueue阻塞队列用法

在Java多线程应用中，队列的使用率很高，多数生产消费模型的首选数据结构就是队列(先进先出)。Java提供的线程安全的Queue可以分为阻塞队列和非阻塞队列，其中阻塞队列的典型例子是BlockingQueue，非阻塞队列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue，在实际应用中要根据实际需要选用阻塞队列或者非阻塞队列。

注：什么叫线程安全？这个首先要明确。线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。

并行和并发区别

1、并行是指两者同时执行一件事，比如赛跑，两个人都在不停的往前跑；
2、并发是指资源有限的情况下，两者交替轮流使用资源，比如一段路(单核CPU资源)同时只能过一个人，A走一段后，让给B，B用完继续给A ，交替使用，目的是提高效率

LinkedBlockingQueue
由于LinkedBlockingQueue实现是线程安全的，实现了先进先出等特性，是作为生产者消费者的首选，LinkedBlockingQueue 可以指定容量，也可以不指定，不指定的话，默认最大是Integer.MAX_VALUE，其中主要用到put和take方法，put方法在队列满的时候会阻塞直到有队列成员被消费，take方法在队列空的时候会阻塞，直到有队列成员被放进来。

package cn.thread;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;/** * 多线程模拟实现生产者／消费者模型 *   * @author 林计钦 * @version 1.0 2013-7-25 下午05:23:11 */public class BlockingQueueTest2 {    /**     *      * 定义装苹果的篮子     *      */    public class Basket {        // 篮子，能够容纳3个苹果        BlockingQueue<String> basket = new LinkedBlockingQueue<String>(3);        // 生产苹果，放入篮子        public void produce() throws InterruptedException {            // put方法放入一个苹果，若basket满了，等到basket有位置            basket.put("An apple");        }        // 消费苹果，从篮子中取走        public String consume() throws InterruptedException {            // take方法取出一个苹果，若basket为空，等到basket有苹果为止(获取并移除此队列的头部)            return basket.take();        }    }    // 定义苹果生产者    class Producer implements Runnable {        private String instance;        private Basket basket;        public Producer(String instance, Basket basket) {            this.instance = instance;            this.basket = basket;        }        public void run() {            try {                while (true) {                    // 生产苹果                    System.out.println("生产者准备生产苹果：" + instance);                    basket.produce();                    System.out.println("!生产者生产苹果完毕：" + instance);                    // 休眠300ms                    Thread.sleep(300);                }            } catch (InterruptedException ex) {                System.out.println("Producer Interrupted");            }        }    }    // 定义苹果消费者    class Consumer implements Runnable {        private String instance;        private Basket basket;        public Consumer(String instance, Basket basket) {            this.instance = instance;            this.basket = basket;        }        public void run() {            try {                while (true) {                    // 消费苹果                    System.out.println("消费者准备消费苹果：" + instance);                    System.out.println(basket.consume());                    System.out.println("!消费者消费苹果完毕：" + instance);                    // 休眠1000ms                    Thread.sleep(1000);                }            } catch (InterruptedException ex) {                System.out.println("Consumer Interrupted");            }        }    }    public static void main(String[] args) {        BlockingQueueTest2 test = new BlockingQueueTest2();        // 建立一个装苹果的篮子        Basket basket = test.new Basket();        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();        Producer producer = test.new Producer("生产者001", basket);        Producer producer2 = test.new Producer("生产者002", basket);        Consumer consumer = test.new Consumer("消费者001", basket);        service.submit(producer);        service.submit(producer2);        service.submit(consumer);        // 程序运行5s后，所有任务停止//        try {//            Thread.sleep(1000 * 5);//        } catch (InterruptedException e) {//            e.printStackTrace();//        }//        service.shutdownNow();    }}

ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue是Queue的一个安全实现．Queue中元素按FIFO原则进行排序．采用CAS操作，来保证元素的一致性。
LinkedBlockingQueue是一个线程安全的阻塞队列，它实现了BlockingQueue接口，BlockingQueue接口继承自java.util.Queue接口，并在这个接口的基础上增加了take和put方法，这两个方法正是队列操作的阻塞版本。

package cn.thread;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class ConcurrentLinkedQueueTest {    private static ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();    private static int count = 2; // 线程个数    //CountDownLatch，一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。    private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        long timeStart = System.currentTimeMillis();        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(4);        ConcurrentLinkedQueueTest.offer();        for (int i = 0; i < count; i++) {            es.submit(new Poll());        }        latch.await(); //使得主线程(main)阻塞直到latch.countDown()为零才继续执行        System.out.println("cost time " + (System.currentTimeMillis() - timeStart) + "ms");        es.shutdown();    }        /**     * 生产     */    public static void offer() {        for (int i = 0; i < 100000; i++) {            queue.offer(i);        }    }    /**     * 消费     *       * @author 林计钦     * @version 1.0 2013-7-25 下午05:32:56     */    static class Poll implements Runnable {        public void run() {            // while (queue.size()>0) {            while (!queue.isEmpty()) {                System.out.println(queue.poll());            }            latch.countDown();        }    }}

运行结果：
costtime 2360ms

改用while (queue.size()>0)后
运行结果：
cost time 46422ms

结果居然相差那么大，看了下ConcurrentLinkedQueue的API原来.size()是要遍历一遍集合的，难怪那么慢，所以尽量要避免用size而改用isEmpty().

总结：在单位缺乏性能测试下，对自己的编程要求更加要严格，特别是在生产环境下更是要小心谨慎。