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Java 并发类库的线程安全队列实现

ConcurrentLinkedDeque 和 LinkedBlockingQueue 侧重对于对于队列头尾都进行插入删除。

尾部插入时需要的addLast(e)、offerLast(e)。
尾部删除所需要的removeLast()、pollLast()。

队列容量问题：

ArrayBlockingQueue 是最典型的的有界队列，其内部以 final 的数组保存数据，数组的大小就决定了队列的边界，所以在创建 ArrayBlockingQueue 时，都要指定容量。
LinkedBlockingQueue，容易被误解为无边界，但其实其行为和内部代码都是基于有界的逻辑实现的，只不过如果我们没有在创建队列时就指定容量，那么其容量限制就自动被设置为 Integer.MAX_VALUE，成为了无界队列。
SynchronousQueue，每个删除操作都要等待插入操作，反之每个插入操作也都要等待删除动作。其内部容量是 0。
PriorityBlockingQueue 是无边界的优先队列，虽然严格意义上来讲，其大小总归是要受系统资源影响。
DelayedQueue 和 LinkedTransferQueue 同样是无边界的队列。

BlockingQueue 基本都是基于锁实现，典型的 LinkedBlockingQueue：

/** Lock held by take, poll, etc */
private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();

/** Wait queue for waiting takes */
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();

/** Lock held by put, offer, etc */
private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();

/** Wait queue for waiting puts */
private final Condition notFull = putLock.newCondition();

与ArrayBlockingQueue相比LinkedBlockingQueue 改进了锁操作的粒度，头、尾操作使用不同的锁，所以在通用场景下，它的吞吐量相对要更好一些。

对于 LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue 和 SynchronousQueue 选择：

考虑应用场景中对队列边界的要求。ArrayBlockingQueue 是有明确的容量限制的，而 LinkedBlockingQueue 则取决于我们是否在创建时指定，SynchronousQueue 则干脆不能缓存任何元素。
从空间利用角度，数组结构的 ArrayBlockingQueue 要比 LinkedBlockingQueue 紧凑，因为其不需要创建所谓节点，但是其初始分配阶段就需要一段连续的空间，所以初始内存需求更大。
通用场景中，LinkedBlockingQueue 的吞吐量一般优于 ArrayBlockingQueue，因为它实现了更加细粒度的锁操作。
ArrayBlockingQueue 实现比较简单，性能更好预测，属于表现稳定的“选手”。
如果我们需要实现的是两个线程之间接力性（handoff）的场景，按照专栏上一讲的例子，你可能会选择 CountDownLatch，但是SynchronousQueue也是完美符合这种场景的，而且线程间协调和数据传输统一起来，代码更加规范。
很多时候 SynchronousQueue 的性能表现，往往大大超过其他实现，尤其是在队列元素较小的场景。

Ref：time.geekbang.org/column/arti…

秋招 - java

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