​Java中已经有很多自带同步的类，我们今天通过实现一个阻塞队列来理解原理。

最简单的队列实现

现在要实现一个缓存队列，要解决并发安全问题，最直接的实现直接看代码，如下图：

这个类通过一个数组来缓存数据，然后从数组索引0开始put数据，当满了的时候又从0 开始，take方法也从0开始，每次取数组中数据，通过这样循环的向数组中put和take数据，就实现了缓存。但是如果put过快会覆盖之前的数据，导致数据丢失，take太快会获取到null值。

解决数据bug

为了防止数据的丢失，或者获取到不正确的值，我们对上一步代码进行优化，优化代码如下图：

优化后的put和take方法利用原来的方法，并且在调用之前进行验证，如果不能操作就抛出指定异常，这样就能防止数据丢失和获取到异常数据了。优化后这个类就能够使用而不用出问题了，但是对于使用者来说却不方便，比如put方法对于使用者来说如果put失败会一直循环put直到成功，take方法的使用也面临同样的问题。

使用的优化

直接抛出异常让使用者去处理对于使用者来说增加了使用的复杂度，可以对缓存进行再次优化，优化代码如下图：

通过这次优化，这个类使用简单同时也变成了一个阻塞队列类，实现一个同步阻塞队列就这样完成了，似乎很简单，但是这种实现方式还是有缺点，take和put方法都包含一个while循环还有一个sleep操作。while循环会消耗CPU，如果一直等待中就会一直循环浪费CPU，而sleep指定线程休眠时间，如果再刚sleep时实际上就可以进行下一步操作，然后线程还是会休眠到指定时间，并不能及时的响应，要是sleep的时间太短while循环的次数就会很多，而如果sleep太长响应性就太低。

所以这种循环睡眠方法要么浪费CPU，要么就是响应性太低。

通过Object方法实现

Object中有两个方法wait()与notifyAll()，wait方法会阻塞当前线程，并且线程必须拥有当前对象的锁。而notifyAll会唤醒所有正在等待这个对象锁的线程。通过这两个方法实现线程阻塞和及时的唤醒，避免了多次的while循环，并提高了线程的响应性，实现代码如下图：

如果保存数据的数组为空，那么多有的take方法都会阻塞，一旦有一个put方法成功就会唤醒所有的等待线程，所有线程会重新去竞争对象的锁，获取成功的可以继续执行，当执行take方法后如果数组已空，即使是另外一个take线程获取了锁，也会执行判断然后进入阻塞状态。

总结

通过层层优化，最终采用Object的wait()与notifyAll()就实现了一个高响应并且不浪费CPU的阻塞队列，在Java的java.util.concurrent包下很s多并发类的实现思路与这种等待与唤醒方式差不多，在理解了这个实现后，接下来梳理一下java.util.concurrent中几个类就更加清晰明了了。

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