面试题：自定义Java线程池阻塞队列及应用场景分析

设计思路

继承与扩展：继承自AbstractQueue类并实现BlockingQueue接口，以复用部分队列操作的基础实现，并确保满足阻塞队列的特性。
任务存储：使用Deque（如LinkedList实现的Deque）作为底层数据结构来存储任务，因为Deque提供了高效的两端操作，符合队列的先进先出特性。
阈值与事件触发：定义一个阈值变量，当向队列添加任务使得任务数量达到阈值时，触发特定事件。
线程安全：使用ReentrantLock和Condition来实现线程安全的阻塞和唤醒操作，保证在多线程环境下的正确性。

关键实现点

构造函数：初始化阈值和底层的Deque。
offer方法：尝试将任务添加到队列中，如果队列已满，根据阻塞队列的特性进行阻塞或返回false。同时检查任务数量是否达到阈值，若达到则触发事件。
take方法：从队列中取出任务，如果队列为空则阻塞当前线程，直到有任务可取出。
事件触发：在offer方法中，当任务数量达到阈值时，调用日志记录方法或通知监控系统的方法。

示例代码

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CustomBlockingQueue<T> implements BlockingQueue<T> {
    private final Deque<T> queue;
    private final int capacity;
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private static final int THRESHOLD = 10;

    public CustomBlockingQueue(int capacity) {
        this.queue = new LinkedList<>();
        this.capacity = capacity;
    }

    @Override
    public boolean offer(T e) {
        lock.lock();
        try {
            if (queue.size() >= capacity) {
                return false;
            }
            boolean added = queue.offer(e);
            if (queue.size() == THRESHOLD) {
                triggerEvent();
            }
            notEmpty.signal();
            return added;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    @Override
    public void put(T e) throws InterruptedException {
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (queue.size() >= capacity) {
                notFull.await();
            }
            queue.add(e);
            if (queue.size() == THRESHOLD) {
                triggerEvent();
            }
            notEmpty.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    @Override
    public T take() throws InterruptedException {
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                notEmpty.await();
            }
            T removed = queue.remove();
            notFull.signal();
            return removed;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    private void triggerEvent() {
        // 记录日志或通知监控系统的逻辑
        System.out.println("Threshold reached, triggering event...");
    }

    // 其他未实现的BlockingQueue方法
    //...
}

适用的实际业务场景

流量控制：在高并发的网络服务中，例如处理HTTP请求的线程池。当请求队列达到一定阈值时，记录日志以便分析流量峰值，或者通知监控系统进行预警，防止系统因过载而崩溃。
资源管理：在数据库连接池或文件资源管理的线程池中，当等待获取资源的任务队列达到阈值时，记录日志以优化资源配置，或者通知系统进行资源扩容。

现有标准阻塞队列不足

阈值事件触发：标准的BlockingQueue（如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue）没有直接提供当队列任务数量达到特定阈值时触发事件的功能。虽然可以通过外部计数来实现类似效果，但不够优雅且难以保证线程安全。
定制化事件：标准阻塞队列专注于线程安全的任务存储和阻塞/唤醒机制，无法直接满足用户自定义的事件触发需求，如记录特定日志或通知监控系统。

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面试题：自定义Java线程池阻塞队列及应用场景分析

知识考点

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设计思路

关键实现点

示例代码

适用的实际业务场景

现有标准阻塞队列不足