阻塞队列（Blocking Queues）

Jakob Jenkov 2020-01-15

阻塞队列是一种在以下两种情况下会“阻塞”操作的队列：

• 当你尝试从一个**空队列中出队（dequeue）**时，操作会被阻塞，直到有其他线程向队列中插入元素；
• 当你尝试向一个**已满的队列中入队（enqueue）**时，操作也会被阻塞，直到有其他线程从队列中移除一个或多个元素，或者清空整个队列，从而腾出空间。

下图展示了两个线程通过一个阻塞队列进行协作的情形：

一个线程向 BlockingQueue 中放入元素，另一个线程从中取出元素。

Java 5 在 java.util.concurrent 包中提供了阻塞队列的实现。你可以在 java.util.concurrent.BlockingQueue 中了解更多相关内容。

即使 Java 5 已经内置了阻塞队列的实现，了解其背后的实现原理仍然非常有用。

阻塞队列的实现

阻塞队列的实现方式与有界信号量（Bounded Semaphore） 类似。下面是一个简单的阻塞队列实现：

public class BlockingQueue {
    private List queue = new LinkedList();
    private int limit = 10;

    public BlockingQueue(int limit) {
        this.limit = limit;
    }

    public synchronized void enqueue(Object item) throws InterruptedException {
        while (this.queue.size() == this.limit) {
            wait();
        }
        this.queue.add(item);
        if (this.queue.size() == 1) {
            notifyAll();
        }
    }

    public synchronized Object dequeue() throws InterruptedException {
        while (this.queue.size() == 0) {
            wait();
        }
        if (this.queue.size() == this.limit) {
            notifyAll();
        }
        return this.queue.remove(0);
    }
}

请注意，在 enqueue() 和 dequeue() 方法中，只有当队列大小达到边界条件（即大小为 0 或等于上限 limit）时，才会调用 notifyAll()。
这是因为：如果队列既不是空也不是满，那么就不可能有线程正在等待执行入队或出队操作，因此无需唤醒任何线程。