面试题：Java中Java线程池的阻塞队列有哪些常见类型及特点

Question

请列举Java线程池中常用的阻塞队列类型，并简要阐述每种阻塞队列的特点，例如容量限制、入队出队策略等。

Answer 1

1. ArrayBlockingQueue

   • 容量限制：有界队列，在创建时需指定容量大小。
   • 入队出队策略：基于数组实现，内部使用ReentrantLock进行线程安全控制，使用Condition实现等待和唤醒机制。入队（offer、put等方法）时，如果队列已满，put方法会阻塞直到有空间可用，offer方法会返回false（非阻塞）；出队（poll、take等方法）时，如果队列已空，take方法会阻塞直到有元素可用，poll方法会返回null（非阻塞）。元素按FIFO（先进先出）顺序处理。

2. LinkedBlockingQueue

   • 容量限制：可指定容量，也可使用无参构造创建一个默认容量为Integer.MAX_VALUE的无界队列。
   • 入队出队策略：基于链表实现，内部使用两把锁（takeLock和putLock）分别控制出队和入队操作，提高并发性。入队（offer、put等方法）和出队（poll、take等方法）策略与ArrayBlockingQueue类似，元素按FIFO顺序处理。

3. SynchronousQueue

   • 容量限制：容量为0，不存储任何元素。
   • 入队出队策略：每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作，反之亦然。它支持公平性选择，构造时可传入fair参数，true表示公平模式，即按照FIFO顺序处理线程；false表示非公平模式。使用transfer方法时，如果没有消费者在等待接收元素，该方法会阻塞直到有消费者出现；offer方法是非阻塞的，如果没有消费者等待，立即返回false。

4. PriorityBlockingQueue

   • 容量限制：无界队列，会根据需要自动扩容。
   • 入队出队策略：基于堆数据结构实现，元素按照自然顺序或者自定义的比较器顺序排序。入队（offer、put等方法）操作总是成功，因为队列是无界的。出队（poll、take等方法）时会返回队列中优先级最高（排序最靠前）的元素。如果队列为空，take方法会阻塞直到有元素可用，poll方法会返回null。

5. DelayQueue

   • 容量限制：无界队列，会根据需要自动扩容。
   • 入队出队策略：队列中的元素必须实现Delayed接口，该接口继承自Comparable接口。元素只有在延迟时间到期后才能从队列中取出。入队操作（offer、put等方法）总是成功，因为队列是无界的。出队（poll、take等方法）时，poll方法如果队头元素延迟时间未到，返回null；take方法会阻塞直到队头元素延迟时间到期。