SynchronizedQueue,又称无缓冲队列。比较特别的是 SynchronizedQueue 内部不会存储元素。与 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue 不同,SynchronizedQueue 直接使用 CAS 操作控制线程的安全访问。其中 put 和 take 操作都是阻塞的,每一个 put 操作都必须阻塞等待一个 take 操作,反之亦然。所以 SynchronizedQueue 可以理解为生产者和消费者配对的场景,双方必须互相等待,直至配对成功。在 JDK 的线程池 Executors.newCachedThreadPool 中就存在 SynchronousQueue 的运用,对于新提交的任务,如果有空闲线程,将重复利用空闲线程处理任务,否则将新建线程进行处理。
LinkedTransferQueue,一种特殊的无界阻塞队列,可以看作 LinkedBlockingQueues、SynchronousQueue(公平模式)、ConcurrentLinkedQueue 的合体。与 SynchronousQueue 不同的是,LinkedTransferQueue 内部可以存储实际的数据,当执行 put 操作时,如果有等待线程,那么直接将数据交给对方,否则放入队列中。与 LinkedBlockingQueues 相比,LinkedTransferQueue 使用 CAS 无锁操作进一步提升了性能。
在Java多线程应用中,队列的使用率很高,多数生产消费模型的首选数据结构就是队列(先进先出)。
Java提供的线程安全的Queue可以分为阻塞队列和非阻塞队列,其中阻塞队列的典型例子是BlockingQueue,非阻塞队列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue,在实际应用中要根据实际需要选用阻塞队列或者非阻塞队列。
队列是一种 FIFO(先进先出)的数据结构,JDK 中定义了 java.util.Queue 的队列接口,与 List、Set 接口类似,java.util.Queue 也继承于 Collection 集合接口。此外,JDK 还提供了一种双端队列接口 java.util.Deque,我们最常用的 LinkedList 就是实现了 Deque 接口。下面我们简单说说上图中的每个队列的特点,并给出一些对比和总结。
阻塞队列
阻塞队列在队列为空或者队列满时,都会发生阻塞。阻塞队列自身是线程安全的,使用者无需关心线程安全问题,降低了多线程开发难度。阻塞队列主要分为以下几种:
非阻塞队列
说完阻塞队列,我们再来看下非阻塞队列。非阻塞队列不需要通过加锁的方式对线程阻塞,并发性能更好。JDK 中常用的非阻塞队列有以下几种: