欢迎来到《并发王者课》，阻塞队列本文是课铂该系列文章中的第18篇。
在线程的金致竟何同步中，阻塞队列是胜良一个绕不过去的话题，它是器无同步器底层的关键 。所以，面目我们在本文中将为你介绍阻塞队列的阻塞队列基本原理 ，以了解它的课铂工作机制和它在Java中的实现 。本文稍微有点长 ，金致竟何建议先了解大纲再细看章节 。胜良
在生活中，器无相信你一定见过下图的面目人山人海 ，也见过其中的阻塞队列秩序井然 。混乱 ，课铂是金致竟何失控的开始 。想想看 ，在没有秩序的情况下 ，拥挤的人流蜂拥而上十分危险 ，轻则挤出一身臭汗 ，重则造成踩踏事故 。而秩序 ，则让情况免于混乱 ，排好队大家都舒服。
面对人流 ，我们通过排队解决混乱 。而面对多线程 ，我们也通过队列让线程间免于混乱 ，这就是阻塞队列为何而存在。
所谓阻塞队列 ，你可以理解它是这样的一种队列 ：
下面这张图展示了多线程是如何通过阻塞队列进行协作的 ：
从图中可以看到 ，对于阻塞队列数据的读写并不局限于单个线程 ，往往存在多个线程的竞争 。
接下来我们先抛开JUC中复杂的阻塞队列 ，来设计一个简单的阻塞队列，以了解它的核心思想 。
在下面的阻塞队列中 ，我们设计一个队列 ，并通过字段限定它的容量 。方法用于向队列中放入数据 ，如果队列已满则等待；而方法则用于从数据中取出数据 ，如果队列为空则等待 。
定义线程向队列中放入数据 ，线程从队列中取出数据 。
运行结果如下 ：
从结果中可以看到 ，设计的阻塞队列已经可以有效工作 ，你可以仔细地品一品输出的结果 。当然 ，这个阻塞是极其简单的 ，在下面一节中 ，我们将介绍Java中的阻塞队列设计 。
Java中的阻塞队列有两个核心接口 ：BlockingQueue和BlockingDeque，相关的接口实现设继承关系如下图所示 。相比于上一节中我们自定义的阻塞队列 ，Java中的实现要复杂很多 。不过 ，你不必为此担心 ，理解阻塞队列最重要的是理解它的思想和实现的思路，况且Java中的实现其实很有意思 ，读起来也比较轻松 。
从图中可以看出 ，BlockingQueue接口继承了Queue接口和Collection接口 ，并有LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue两种实现 。这里有个有意思的地方 ，继承Queue接口很容易理解，可以为什么要继承Collection接口 ？先卖个关子 ，你可以思考一会 ，稍后会给出答案。
BlockingQueue中义了关于阻塞队列所需要的一系列方法，它们彼此之间看起来很像 ，从表面上看不出明显的差别。对于这些方法 ，你不必死记硬背 ，下图的表格中将这些方法分为了A 、B 、C 、D这四种类型 ，分类之后再去理解它们会容易很多 ：
其中部分关键方法的解释如下 ：
将这些方法填入前面的那张图 ，它应该长这样 ：
LinkedBlockingQueue实现了BlockingQueue接口 ，遵从先进先出（FIFO）的原则 ，提供了可选的有界阻塞队列（ Optionally Bounded ）的能力 ，并且是线程安全的 。
LinkedBlockingQueue的数据结构并不复杂 ，不过需要注意的是，数据结构中并不包含List，仅有和两个Node ，设计上比较巧妙 。
注意 ，LinkedBlockingQueue有两把锁 ，读取和写入的锁是分离的 ！这和下面的ArrayBlockingQueue并不相同 。
下面截取了LinkedBlockingQueue中读写的部分代码 ，值得你仔细品一品。品的时候 ，要重点关注两把锁的使用和读写时数据结构是如何变化的 。
最后说下LinkedBlockingQueue为什么要继承Collection接口 。我们知道 ，Collection接口有这样的移除方法，而这些方法在队列中也是有使用场景的 。比如 ，你把一个数据错误地放入了队列 ，或者你需要移除已经失效的数据，那么Collection的一些方法就派上了用场。
ArrayBlockingQueue是BlockingQueue接口的另外一种实现 ，它与LinkedBlockingQueue在设计目标上的的关键不同 ，在于它是有界的 。
核心数据结构
从数据结构中可以看出 ，ArrayBlockingQueue使用的是数组 ，而数组是有界的 。
核心构造
线程安全性
在读写锁方面 ，前面已经说过，LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue是不同的，ArrayBlockingQueue只有一把锁 ，读写用的都是它 。
下面截取了ArrayBlockingQueue中读写的部分代码，值得你仔细品一品。品的时候 ，要重点关注读写锁的使用和读写时数据结构是如何变化的。
在Java中 ，BlockingDeque与BlockingQueue是一对孪生兄弟似的存在 ，它们长得实在太像了，不注意的话很容易混淆。
但是 ，BlockingDeque与BlockingQueue核心不同在于 ，BlockingQueue只能够从尾部写入 、从头部读取，使用上很有限制 。而BlockingDeque则支持从任意端读写 ，在读写时可以指定头部和尾部 ，丰富了阻塞队列的使用场景。
相较于BlockingQueue ，BlockingDeque的方法显然要更丰富一些 ，毕竟它支持了双端的读写 。但是 ，丰富归丰富 ，在类型上仍然和BlockingQueue是一致的 ，你仍然可以参考上面的A、B、C、D四种类型来分类理解。为了节约篇幅 ，我们这里就不再罗列 ，只选取了其中的部分方法作了解释 ：
将BlockingDeue放入前面的那张图，就是这样 ：
LinkedBlockingDeue是BlockingDeque的核心实现 。
核心数据结构
核心构造
线程安全性
下面截取了LinkedBlockingDeue中读写的部分代码 ，值得你仔细品一品 。品的时候 ，要重点关注读写锁的使用和读写时数据结构是如何变化的
以上就是关于阻塞队列的全部内容 ，相较于前面的系列文章 ，这次的内容明显增加了很多 。看起来很简单 ，但是不要小瞧它。理解阻塞队列 ，首先要理解它所要解决的问题 ，以及它的接口设计 。接口的设计往往表示的是它所提供的核心能力 ，所以理解了接口的设计 ，就成功了一半。
在Java中 ，从接口层面 ，阻塞队列分为BlockingQueue和BlockingDeque的两大类 ，其主要差异在于双端读写的限制不同。其中 ，BlockingQueue有LinkedBlockingDeue和ArrayBlockingQueue两种关键实现 ，而BlockingDeque则有LinkedBlockingDeue实现 。
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（作者：汽车音响）