Java BlockingQueue

Java BlockingQueue

Neste tutorial, aprenderemos sobre a interface Java BlockingQueue e seus métodos.

O BlockingQueue interface do Java Collections framework estende o Queue interface. Ele permite que qualquer operação espere até que possa ser executada com sucesso.

Por exemplo, se quisermos excluir um elemento de uma fila vazia, a fila de bloqueio permite que a operação de exclusão aguarde até que a fila contenha alguns elementos a serem excluídos.

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Classes que implementam BlockingQueue

Desde BlockingQueue é uma interface, não podemos fornecer a implementação direta dela.

Para usar a funcionalidade do BlockingQueue , precisamos usar classes que o implementam.

• ArrayBlockingQueue
• LinkedBlockingQueue

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Como usar filas de bloqueio?

Devemos importar o java.util.concurrent.BlockingQueue pacote para usar BlockingQueue .

// Array implementation of BlockingQueue
BlockingQueue<String> animal1 = new ArraryBlockingQueue<>();

// LinkedList implementation of BlockingQueue
BlockingQueue<String> animal2 = new LinkedBlockingQueue<>();

Aqui, criamos objetos animal1 e animal2 de classes ArrayBlockingQueue e LinkedBlockingQueue , respectivamente. Esses objetos podem usar as funcionalidades do BlockingQueue interface.

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Métodos de bloqueio de fila

Com base no fato de uma fila estar cheia ou vazia, os métodos de uma fila de bloqueio podem ser divididos em 3 categorias:

Métodos que lançam uma exceção

• add() - Insere um elemento na fila de bloqueio no final da fila. Lança uma exceção se a fila estiver cheia.
• element() - Retorna o cabeçalho da fila de bloqueio. Lança uma exceção se a fila estiver vazia.
• remove() - Remove um elemento da fila de bloqueio. Lança uma exceção se a fila estiver vazia.

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Métodos que retornam algum valor

• offer() - Insere o elemento especificado na fila de bloqueio no final da fila. Retorna false se a fila estiver cheia.
• peek() - Retorna o cabeçalho da fila de bloqueio. Retorna null se a fila estiver vazia.
• poll() - Remove um elemento da fila de bloqueio. Retorna null se a fila estiver vazia.

Mais sobre offer() e poll()

O offer() e poll() pode ser usado com timeouts. Ou seja, podemos passar unidades de tempo como parâmetro. Por exemplo,

offer(value, 100, milliseconds)

Aqui,

• valor é o elemento a ser inserido na fila
• E definimos um tempo limite de 100 milissegundos

Isso significa que o offer() tentará inserir um elemento na fila de bloqueio para 100 milissegundos. Se o elemento não puder ser inserido em 100 milissegundos, o método retornará false .

Observação: Em vez de milliseconds , também podemos usar estas unidades de tempo:days , hours , minutes , seconds , microseconds e nanoseconds em offer() e poll() métodos.

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Métodos que bloqueiam a operação

O BlockingQueue também fornece métodos para bloquear as operações e aguardar se a fila estiver cheia ou vazia.

• put() - Insere um elemento na fila de bloqueio. Se a fila estiver cheia, ela aguardará até que a fila tenha espaço para inserir um elemento.
• take() - Remove e retorna um elemento da fila de bloqueio. Se a fila estiver vazia, ela aguardará até que a fila tenha elementos a serem excluídos.

Suponha que queremos inserir elementos em uma fila. Se a fila estiver cheia, o put() O método aguardará até que a fila tenha espaço para inserir elementos.

Da mesma forma, se quisermos excluir elementos de uma fila. Se a fila estiver vazia, o take() O método aguardará até que a fila contenha elementos a serem excluídos.

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Implementação de BlockingQueue em ArrayBlockingQueue

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

class Main {

    public static void main(String[] args) {
      // Create a blocking queue using the ArrayBlockingQueue
      BlockingQueue<Integer> numbers = new ArrayBlockingQueue<>(5);

      try {
        // Insert element to blocking queue
        numbers.put(2);
        numbers.put(1);
        numbers.put(3);
        System.out.println("BLockingQueue: " + numbers);

        // Remove Elements from blocking queue
        int removedNumber = numbers.take();
        System.out.println("Removed Number: " + removedNumber);
      }

      catch(Exception e) {
          e.getStackTrace();
      }
    }
}

Saída

BlockingQueue: [2, 1, 3]
Removed Element: 2

Para saber mais sobre ArrayBlockingQueue , visite Java ArrayBlockingQueue.

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Por que bloquear fila?

Em Java, BlockingQueue é considerado o segmento seguro coleção. É porque pode ser útil em operações multi-threading.

Suponha que uma thread esteja inserindo elementos na fila e outra thread esteja removendo elementos da fila.

Agora, se o primeiro encadeamento for executado mais lentamente, a fila de bloqueio pode fazer o segundo encadeamento esperar até que o primeiro encadeamento conclua sua operação.