在学习数据结构的时候，我们学习了队列以及优先级队列。现在，我们来学习一下阻塞队列。

阻塞队列，是一种更复杂的队列

1 特性

1) 线程安全

2) 阻塞特性

   a）队列为空，尝试出队列，出队列操作就会阻塞，阻塞到其他线程添加元素为止

   b）队列为满，尝试入队列，入队列操作也会阻塞，阻塞到其他线程取走元素为止

2 应用场景—生产者消费者模型

举个生活中的例子：

小蓝、小红、小绿他们三个一起包饺子，小蓝负责擀饺子皮，小蓝擀的饺子皮会放在盖帘上，小红和小绿就可以在盖帘上拿饺子皮包饺子。

其中，资源：饺子皮   生产者：小蓝   

消费者：小红和小绿    生产消费的交易场所：盖帘

此处的交易场所就是一个阻塞队列。

2.1 生产者消费者模型的两个重要优势（阻塞队列）

1）解耦合（不一定是两个线程之间，也可以是两个服务器之间）

如果A直接访问B，此时A和B的耦合就更高

编写A代码的时候，多多少少会有一些和B相关的逻辑，同样编写B的代码的时候，多多少少会有一些和A相关的逻辑

A和队列交互，B也和队列交互，A和B就不再直接交互了

A的代码中看不到B，B的代码中看不到A，A的代码中和B的代码中只能看到队列了

本来`是A和B耦合，现在成了A和队列耦合，B和队列耦合。这时候，大家可能就有疑问了：那不还是耦合吗？也没降低耦合呀??

降低耦合，是为了让后续修改的时候，成本低，对于队列来说呢，一般就不会修改～（之前A B耦合带来的问题，A修改的时候，B也得同时修改）

2）削峰填谷

补充：服务器挂了：服务器处理每个请求时，都会消耗一定的硬件资源（包括但不限于CPU、内存、硬盘、网络带宽……），要是同时有n个请求，消耗的量就得*n，一旦消耗的总量超过了机器硬件资源的上限，此时，对应的线程可能就会崩溃或者操作系统发生卡顿。

问：那么为什么B会挂，但A不挂呢？？？

答：一般来说，像A这种上游的服务器，尤其是入口的服务器，单个请i求消耗的资源数少（干的活简单），对于 B这种下游的服务器，通常会承担更重的任务（复杂的计算/存储），单个请求消耗的资源数多。

日常生活中，会给B这样的服务器分配更好的机器。即使如此，也很难保证B承担的访问量能够比A更高

所以：

峰，一般是突发的，时间短。趁着峰值过去了，B仍然可以利用波谷的时间处理之前积压的数据，所以，就叫做：削峰填谷

但是，事物具有两面性，有利就会有弊

2.2 生产者消费模型付出的代价

1）引入队列之后，数据的结构会更复杂（需要更多的机器进行部署，生产环境的结构会更复杂，管理起来更加麻烦）

2）效率会受到影响

3. 阻塞队列

3.1 基本使用

Java标准库中，提供了现成的阻塞队列：BlockingQueue

我们用put表示入队列，take表示出队列，当然，offer和poll也可以使用，但是，只有put和take有阻塞功能。

代码示例：

运行结果：

同时别忘了处理异常

如果阻塞队列满了，要是还想往队列里面放入元素，就会阻塞：

代码示例：

运行结果：

capacity为最大容量，最多能容纳多少元素

打开jconsoler，你就会看到线程的状态为waiting

如果不设置capacity，默认是一个非常大的数值……，在实际开发中，一般建议大家能够设置要求的最大值。否则你的队列会非常大，导致内存耗尽

值得注意的是，阻塞队列没有提供一个”阻塞的获取队首元素的操作“

3.2 简单实现生产者消费者模型

代码示例：

运行结果：

我们可以看到，直接运行的话，生产者和消费者两个线程的速度旗鼓相当，很难看到阻塞的效果

所以让其中一个线程跑的慢一点，看到阻塞效果

1）在生产者中加sleep（让生产元素慢一点，每次生产完一个元素，sleep）

看到的是队列空

运行结果：

消费跟着生产走，消费会因为生产的速度产生一个阻塞的效果（一定不要忘了阻塞队列的特性）

2）在消费者中加sleep（生产快，消费慢，会看到队列满的情况）

运行结果：

生产会跟着消费走

以上两种情况，都是极端情况，正常情况下是不会阻塞的（最开始的情况：生产一会，消费一会，两者转的很快），要是阻塞的话，快的就得跟着慢的，保持步调一致

4 模拟实现一个简单的阻塞队列

4.1 前言

既然要模拟阻塞队列，就得满足阻塞队列的特性，先来满足第一个线程安全的特性

代码示例：

当然也可以不用this，新建一个锁对象啥的也可以

接下来，就得满足阻塞队列的第二个很长的特性了，就需要使用“wait 和 join了”

对于入队，代码示例：

所以：

对于出队，代码示例：

所以：

假设有若干个线程使用这个队列，要么所有的线程阻塞在put，要么所有的线程阻塞在take，不可能有一些阻塞在put，有一些阻塞在take，因为队列不可能既是满的，又是空的

除了wait和notify，还有一个关键环节：
那就是把if换成while

原因：

 这里的wait是确保接下来的操作有意义。此处要求，执行到下面逻辑，size必须不能为0。正常来说，wait的唤醒，是通过另一个线程执行put，put执行成功了，size不可能为0.

 但是wait不一定被notify给唤醒，还可能被interupt给打断，执行到下面的操作就完了

但是如果把if换成while，就可以进行二次（有可能多次）判断，判断这里的条件是否成立：wait之前判定一次，wait唤醒也判定一次（再确认一下队列是否为空）。

这就好比，你有一个非常喜欢的东西，但是你的妈妈不同意给你买，终于有一天，她同意给你买了，你太开心了，害怕她是逗你玩，你就又去确认一下她是否真的同意给你买。

使用while，还可以避免“同类”唤醒“同类”，put唤醒其他线程的put（其他线程已经put阻塞了，这个时候又来一个新的put，也是在条件阻塞，队列已经满了），这种极端的情况，比如： 3个线程(1 2 3)put都因为队列满阻塞了，这个时候第4个线程take了一下，唤醒了1,1继续往下执行（这时候队列又满了）： 确实会触发notify,，此时有可能唤醒2、3这俩个线程其中一个的，但是因为是while，即使wait被唤醒，还会再次判定条件，再次阻塞

4.2 代码

5 基于4的代码简单实现生产者消费者模型

代码示例：

运行结果和3是一样的，要想加入sleep看阻塞效果啥的，和3的代码也是一样的。

补充一点：要是把capacity设为0的话，可就添加不了元素了，就不是队列喽~

OK啦，到此结束！！！