BlockingQueue 接口的实现类都被放在了 J.U.C 包中,常见的和常用的实现类包括 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue、PriorityBlockingQueue,以及 DelayQueue。
1、ArrayBlockingQueue
ArrayBlockingQueue 是最典型的有界队列,其内部是用数组存储元素的,利用 ReentrantLock 实现线程安全。
在创建它的时候就需要指定它的容量,之后不可以再扩容,在构造函数中同样可以指定是否是公平的,代码如下:
ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair)
第一个参数是容量,第二个参数是是否公平。正如 ReentrantLock 一样,如果 ArrayBlockingQueue 被设置为非公平的,那么就存在插队的可能;如果设置为公平的,那么等待了最长时间的线程会被优先处理,其他线程不允许插队,不过这样的公平策略同时会带来一定的性能损耗,因为非公平的吞吐量通常会高于公平的情况。
2、LinkedBlockingQueue
这是一个内部用链表实现的 BlockingQueue。如果不指定它的初始容量,那么它容量默认就为整型的最大值 Integer.MAX_VALUE,由于这个数非常大,通常不可能放入这么多的数据,所以 LinkedBlockingQueue 也被称作无界队列,代表它几乎没有界限。
3、SynchronousQueue

如图所示,SynchronousQueue 最大的不同之处在于,它的容量为 0,所以没有一个地方来暂存元素,导致每次取数据都要先阻塞,直到有数据被放入;同理,每次放数据的时候也会阻塞,直到有消费者来取。
需要注意的是,SynchronousQueue 的容量不是 1 而是 0,因为 SynchronousQueue 不需要去持有元素,它所做的就是直接传递(direct handoff)。由于每当需要传递的时候,SynchronousQueue 会把元素直接从生产者传给消费者,在此期间并不需要做存储,所以如果运用得当,它的效率是很高的。
4、PriorityBlockingQueue
前面所说的 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 都是采用先进先出的顺序进行排序,可是如果有的时候需要自定义排序怎么办呢?这时就需要使用 PriorityBlockingQueue。
PriorityBlockingQueue 是一个支持优先级的无界阻塞队列,可以通过自定义类实现 compareTo() 方法来指定元素排序规则,或者初始化时通过构造器参数 Comparator 来指定排序规则。同时,插入队列的对象必须是可比较大小的,也就是 Comparable 的,否则会抛出 ClassCastException 异常。
它的 take 方法在队列为空的时候会阻塞,但是正因为它是无界队列,而且会自动扩容,所以它的队列永远不会满,所以它的 put 方法永远不会阻塞,添加操作始终都会成功,也正因为如此,它的成员变量里只有一个 Condition:
private final Condition notEmpty;
这和之前的 ArrayBlockingQueue 拥有两个 Condition(分别是 notEmpty 和 notFull)形成了鲜明的对比,PriorityBlockingQueue 不需要 notFull,因为它永远都不会满,真是“有空间就可以任性”。
5、DelayQueue
DelayQueue 这个队列比较特殊,具有“延迟”的功能。可以设定让队列中的任务延迟多久之后执行,比如 10 秒钟之后执行,这在例如“30 分钟后未付款自动取消订单”等需要延迟执行的场景中被大量使用。
它是无界队列,放入的元素必须实现 Delayed 接口,而 Delayed 接口又继承了 Comparable 接口,所以自然就拥有了比较和排序的能力,代码如下:
public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
long getDelay(TimeUnit unit);
}
可以看出这个 Delayed 接口继承自 Comparable,里面有一个需要实现的方法,就是 getDelay。这里的 getDelay 方法返回的是“还剩下多长的延迟时间才会被执行”,如果返回 0 或者负数则代表任务已过期。
元素会根据延迟时间的长短被放到队列的不同位置,越靠近队列头代表越早过期。
DelayQueue 内部使用了 PriorityQueue 的能力来进行排序,而不是自己从头编写,我们在工作中可以学习这种思想,对已有的功能进行复用,不但可以减少开发量,同时避免了“重复造轮子”,更重要的是,对学到的知识进行合理的运用,让知识变得更灵活,做到触类旁通。