面试题：自定义实现一个符合Java Collections线程安全策略的集合类

定义线程安全队列类：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ThreadSafeQueue<T> {
    private Object[] queue;
    private int head;
    private int tail;
    private int capacity;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();

    public ThreadSafeQueue(int initialCapacity) {
        this.capacity = initialCapacity;
        this.queue = new Object[capacity];
        this.head = 0;
        this.tail = 0;
    }

    public void enqueue(T item) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while ((tail + 1) % capacity == head) {
                notFull.await();
            }
            queue[tail] = item;
            tail = (tail + 1) % capacity;
            notEmpty.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public T dequeue() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (head == tail) {
                notEmpty.await();
            }
            T item = (T) queue[head];
            head = (head + 1) % capacity;
            notFull.signal();
            return item;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

锁机制和并发控制：
- 锁机制：使用ReentrantLock来保证对队列的操作是线程安全的。ReentrantLock提供了比synchronized关键字更灵活的锁控制。
- 并发控制：
  - Condition对象：使用Condition对象（notEmpty和notFull）来实现线程的等待和唤醒。当队列为空时，dequeue操作的线程会在notEmpty上等待，当有新元素入队时，enqueue操作会唤醒等待在notEmpty上的线程。同理，当队列满时，enqueue操作的线程会在notFull上等待，当有元素出队时，dequeue操作会唤醒等待在notFull上的线程。
性能优化：
- 减少锁的粒度：这里通过Condition对象来精确控制线程的等待和唤醒，避免了不必要的锁竞争。比如，只有当队列满或空时，线程才会等待，而不是每次操作都等待。
- 使用高效的数据结构：这里采用数组作为底层数据结构，在入队和出队操作上时间复杂度为O(1)，相比于链表等数据结构，在性能上有一定优势。
可扩展性：
- 动态扩容：可以在enqueue方法中添加动态扩容逻辑，当队列满时，创建一个更大的数组，并将原数组中的元素复制过去，同时更新capacity、head和tail等参数。
- 多生产者 - 多消费者模式：当前实现支持多个线程同时进行入队和出队操作，并且通过Condition对象来协调多个生产者和消费者之间的关系，具有较好的可扩展性。例如，在高并发场景下，多个生产者线程可以同时尝试入队，多个消费者线程可以同时尝试出队。

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