面试题：Java ArrayBlockingQueue数组实现细节与容量动态调整

1. Java ArrayBlockingQueue数组边界处理

存储数据：
- ArrayBlockingQueue内部使用一个数组来存储元素。当向队列中添加元素时，使用put方法。在put方法中，通过一个takeIndex和putIndex来记录队列的出队和入队位置。
- 例如，当调用put(E e)方法时，如果队列已满（count == items.length，count为队列当前元素个数），线程会进入等待状态。否则，items[putIndex] = e，将元素放入数组中putIndex指向的位置，然后putIndex = inc(putIndex)。这里的inc方法是用于处理数组边界的关键。inc方法通常实现为(putIndex + 1) % items.length，这就保证了即使putIndex到达数组末尾，也会回到数组开头，实现循环利用数组空间。
获取数据：
- 当从队列中获取元素时，使用take方法。如果队列为空（count == 0），线程会进入等待状态。否则，E x = items[takeIndex]，从takeIndex指向的位置取出元素，然后takeIndex = inc(takeIndex)，同样通过inc方法处理数组边界，确保在获取元素时能够循环遍历数组。

2. 动态调整ArrayBlockingQueue容量的设计逻辑

扩容逻辑：
- 首先，需要定义一个新的更大容量的数组。例如，当前ArrayBlockingQueue的容量为oldCapacity，可以定义一个新数组newItems = new Object[oldCapacity * 2]（这里简单以扩容为原来的2倍为例，实际可根据业务需求调整扩容比例）。
- 然后，将原数组中的元素复制到新数组中。可以使用System.arraycopy方法，从原数组的takeIndex位置开始复制count个元素到新数组的起始位置。例如：System.arraycopy(items, takeIndex, newItems, 0, count)。
- 接下来，更新ArrayBlockingQueue的内部状态。将items指向新数组，即items = newItems，并重新计算takeIndex和putIndex。由于元素已经复制到新数组开头，takeIndex变为0，putIndex变为count。
缩容逻辑：
- 当队列中元素个数count小于当前容量的一定比例（例如1/4，可根据业务需求调整），可以考虑缩容。定义一个新的更小容量的数组，例如newItems = new Object[oldCapacity / 2]。
- 同样使用System.arraycopy方法将原数组中的元素复制到新数组。从takeIndex位置开始复制count个元素到新数组起始位置，即System.arraycopy(items, takeIndex, newItems, 0, count)。
- 更新ArrayBlockingQueue的内部状态，items指向新数组，takeIndex变为0，putIndex变为count。

在整个动态调整容量的过程中，需要注意线程安全问题。由于ArrayBlockingQueue通常是多线程环境下使用的，对数组的操作和状态更新都需要进行同步处理。可以使用synchronized关键字或者ReentrantLock来保证线程安全。例如，在扩容和缩容方法的关键代码块上加锁：

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void resize(int newCapacity) {
    lock.lock();
    try {
        // 扩容或缩容逻辑代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

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面试题：Java ArrayBlockingQueue数组实现细节与容量动态调整

知识考点

面试题答案

1. Java ArrayBlockingQueue数组边界处理

2. 动态调整ArrayBlockingQueue容量的设计逻辑