并发队列ConcurrentLinkedQueue和阻塞队列LinkedBlockingQueue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。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。

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 thread;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;/** * 多线程模拟实现生产者／消费者模型 *  * @author administrator *  */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 LinkedBlockingDeque<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 void consume() throws InterruptedException {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;}@Overridepublic 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300msThread.sleep(300);}} catch (InterruptedException e) {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;}@Overridepublic void run() {try {while (true) {// 消费苹果System.out.println("消费者准备消费苹果：" + instance);basket.consume();System.out.println("!消费者消费苹果完毕：" + instance);// 休眠1000msThread.sleep(1000);}} catch (InterruptedException e) {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002", 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 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;// 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().