Java 中LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue

本文主要是介绍Java 中LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

什么是LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue

LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue都是Java中常用的阻塞队列（BlockingQueue）实现类。它们的主要区别和特点如下：

数据结构：LinkedBlockingQueue基于链表实现，而ArrayBlockingQueue基于数组实现。
容量限制：LinkedBlockingQueue在创建时可以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，因此它可以持续地添加任务，不会抛出队列满的异常。而ArrayBlockingQueue在创建时需要指定容量，且一旦设置就无法更改。当队列满时，后续任务将会被阻塞，直到队列中有空闲位置。
队列操作的性能：由于LinkedBlockingQueue采用链表实现，对于元素的插入和删除操作性能比较高。然而，对于随机访问元素的操作，由于需要遍历链表，性能比较低。而ArrayBlockingQueue采用数组实现，对于插入和删除操作性能也比较高。此外，由于数组支持随机访问，对于随机访问元素的操作性能也比较高。
阻塞操作的支持：LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue都支持阻塞操作。但是，它们的具体实现方式有所不同。LinkedBlockingQueue在插入和删除元素时，如果队列已满或为空，则会阻塞线程，直到队列有足够的空间或元素。而ArrayBlockingQueue在插入和删除元素时，如果队列已满或为空，则会立即阻塞线程，直到队列有足够的空间或元素。
内存占用：由于LinkedBlockingQueue采用链表实现，每个元素需要一个节点对象来保存。因此，如果队列中的元素比较多，LinkedBlockingQueue会占用更多的内存。而ArrayBlockingQueue采用数组实现，每个元素只需要一个数组元素来保存，因此内存占用相对较少。

总的来说，LinkedBlockingQueue适用于任务量不断增加的情况，可以无限制地添加任务，适合使用在不限制任务数量的场景。而ArrayBlockingQueue则适用于有固定容量限制的场景，可以确保队列的大小不会超过预设的容量。在选择使用哪种阻塞队列时，应根据具体的应用场景和需求进行权衡。

使用示例

LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue在Java编程中常常用于实现生产者-消费者模式，以及多线程之间的协作。以下是两种队列的使用示例：

ArrayBlockingQueue示例

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;public class ArrayBlockingQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个有界队列，容量为10ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);// 启动生产者线程Thread producer = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 20; i++) {try {System.out.println("生产者生产了: " + i);queue.put(i); // 将元素放入队列，如果队列满则阻塞Thread.sleep(1000); // 模拟生产耗时} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});// 启动消费者线程Thread consumer = new Thread(() -> {while (true) {try {Integer item = queue.take(); // 从队列中取出元素，如果队列空则阻塞System.out.println("消费者消费了: " + item);Thread.sleep(1500); // 模拟消费耗时} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});// 启动生产者和消费者线程producer.start();consumer.start();// 等待生产者线程完成producer.join();// 停止消费者线程（实际场景中可能需要根据实际情况来决定何时停止消费者线程）consumer.interrupt();}
}

LinkedBlockingQueue示例

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;public class LinkedBlockingQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个无界队列，或者可以指定一个容量LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();// 启动生产者线程Thread producer = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 20; i++) {try {System.out.println("生产者生产了: " + i);queue.put(i); // 将元素放入队列，如果队列满则阻塞Thread.sleep(1000); // 模拟生产耗时} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});// 启动消费者线程Thread consumer = new Thread(() -> {while (true) {try {Integer item = queue.take(); // 从队列中取出元素，如果队列空则阻塞System.out.println("消费者消费了: " + item);Thread.sleep(1500); // 模拟消费耗时} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});// 启动生产者和消费者线程producer.start();consumer.start();// 等待生产者线程完成producer.join();// 停止消费者线程（实际场景中可能需要根据实际情况来决定何时停止消费者线程）consumer.interrupt();}
}