Java阻塞队列清单

#java #并发 #最佳实践

阻塞队列在队列为空时 take() 会阻塞，队列满时 put() 会阻塞，是生产者-消费者模式的标配。

1. 六种实现

1.1 ArrayBlockingQueue

数组实现的有界队列，读写共用一把锁，并发性能一般。需要严格控制内存时用。

BlockingQueue<Task> queue = new ArrayBlockingQueue<>(100);
queue.put(task);   // 满了就阻塞
Task t = queue.take(); // 空了就阻塞

1.2 LinkedBlockingQueue

链表实现，读写分离锁（takeLock / putLock），生产者和消费者可以并行，吞吐量比 ArrayBlockingQueue 高。Executors.newFixedThreadPool 用的就是它。

BlockingQueue<Task> queue = new LinkedBlockingQueue<>(1000); // 建议指定容量，默认 Integer.MAX_VALUE 容易 OOM

1.3 PriorityBlockingQueue

无界优先级队列，底层最小堆，每次出队返回优先级最高的元素。元素需要实现 Comparable。

BlockingQueue<PriorityTask> queue = new PriorityBlockingQueue<>();

class PriorityTask implements Comparable<PriorityTask> {
    int priority;
    @Override
    public int compareTo(PriorityTask o) {
        return Integer.compare(this.priority, o.priority);
    }
}

1.4 DelayQueue

延迟队列，元素到期才能取出。适合订单超时、缓存过期清理等场景。

BlockingQueue<DelayedTask> queue = new DelayQueue<>();

class DelayedTask implements Delayed {
    private long executeTime;

    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(executeTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        return Long.compare(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS), o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}

1.5 SynchronousQueue

容量为 0，每个 put 必须等一个 take 来配对，数据直接从生产者交给消费者。Executors.newCachedThreadPool 用的就是它，没有空闲线程就创建新线程。

BlockingQueue<Task> queue = new SynchronousQueue<>();

1.6 LinkedTransferQueue

CAS 无锁实现，性能比 LinkedBlockingQueue 更高。有消费者等待时直接交接，没有则放入队列。

TransferQueue<Task> queue = new LinkedTransferQueue<>();
queue.transfer(task);            // 等待消费者接收
queue.tryTransfer(task);         // 没有消费者立即返回 false

2. 怎么选

3. 常用方法

生产环境推荐用超时方法，避免线程永久阻塞。

4. 和非阻塞队列对比

用阻塞队列：需要自动等待、生产者-消费者模式、线程池任务队列。
用非阻塞队列：高并发低延迟、不希望线程阻塞、能处理 null 返回值。

相关链接

• Java非阻塞队列清单
• 线程池ThreadPoolExecutor