LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue区别

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LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue都是Java中常用的阻塞队列实现类,它们之间的主要区别体现在以下几个方面:

一、数据结构

  • LinkedBlockingQueue:采用链表实现。由于链表节点的动态分配,其存储空间是在使用过程中动态增加的。
  • ArrayBlockingQueue:采用数组实现。数组的大小在创建时是固定的,因此其存储空间是预先分配的。

二、容量限制

  • LinkedBlockingQueue:在创建时可以不指定容量,或者指定一个可选的容量参数。如果不指定容量,则默认容量为Integer.MAX_VALUE,即理论上可以认为它是无界的(但实际上受限于系统内存)。
  • ArrayBlockingQueue:在创建时需要指定容量,且这个容量是固定的。它是一个有界队列。

三、操作性能

  • LinkedBlockingQueue:对于元素的插入和删除操作,由于采用链表实现,性能通常较高。然而,对于随机访问元素的操作,性能较低,因为需要遍历链表。
  • ArrayBlockingQueue:对于插入和删除操作,由于采用数组实现,性能可能较低(尤其是在数组两端进行操作时)。但对于随机访问操作,性能较高,因为可以直接通过索引访问元素。

四、GC压力

  • LinkedBlockingQueue:在生产和消费时,需要创建Node对象进行插入或移除。因此,在大批量数据的系统中,可能会对GC产生较大的压力。
  • ArrayBlockingQueue:在生产和消费时,是直接将枚举对象插入或移除的,不会产生或销毁任何额外的对象实例。因此,对GC的压力较小。

五、锁机制

  • LinkedBlockingQueue:中的锁是分离的。生产者的锁为putLock,消费者的锁为takeLock。这种锁分离机制有助于提高并发执行效率。
  • ArrayBlockingQueue:生产者和消费者使用的是同一把锁。这意味着在同一时间内,只能有一个生产者或消费者访问队列。

六、clear()机制

  • LinkedBlockingQueue:的clear()方法中会加两把锁(putLock和takeLock),以确保在清空队列时的线程安全。
  • ArrayBlockingQueue:的clear()方法中只加一把锁。

七、使用场景

  • LinkedBlockingQueue:适用于需要高吞吐量但性能不太稳定的并发场景。由于其无界特性(当不指定容量时),在入列速度大于出列速度时可能会造成内存溢出。因此,在使用时需要谨慎考虑容量问题。
  • ArrayBlockingQueue:适用于需要稳定性能和有限容量的并发场景。由于其有界特性,可以更好地控制队列的大小和内存使用。

综上所述,LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue在数据结构、容量限制、操作性能、GC压力、锁机制、clear()机制以及使用场景等方面都存在显著差异。在选择使用哪个队列时,需要根据具体的应用场景和需求进行权衡。