面试题：Java线程安全队列的并发控制机制深入

Question

对比`ArrayBlockingQueue`和`LinkedBlockingQueue`在实现线程安全队列方面的不同之处，包括它们内部的并发控制机制、锁的使用方式、适用场景。如果在高并发读写场景下，应该优先选择哪一个，为什么？

Answer 1

并发控制机制

• ArrayBlockingQueue：基于数组实现，使用一把锁（ReentrantLock）控制对队列的读写操作，同时使用两个Condition对象分别控制读和写的等待与唤醒。
• LinkedBlockingQueue：基于链表实现，读写操作分别使用两把锁（ReentrantLock），读锁控制读操作，写锁控制写操作，同时各自搭配对应的Condition对象控制等待与唤醒。

锁的使用方式

• ArrayBlockingQueue：一把锁同时控制读写，这意味着在高并发情况下，读操作和写操作相互竞争同一把锁，可能导致性能瓶颈。
• LinkedBlockingQueue：读写分离的两把锁，使得读操作和写操作可以并行进行，减少了竞争，提高了并发性能。

适用场景

• ArrayBlockingQueue：适用于需要严格控制队列容量，且对队列内存占用较为敏感的场景，由于一把锁控制，实现相对简单。
• LinkedBlockingQueue：适用于高并发读写场景，由于读写锁分离，能更好地处理高并发下的读写操作，减少线程竞争。

高并发读写场景的选择

在高并发读写场景下，应优先选择LinkedBlockingQueue。原因是其读写分离的锁机制，能有效减少读操作和写操作之间的竞争，提高系统的并发处理能力，相比ArrayBlockingQueue单锁控制读写，在高并发场景下能获得更好的性能表现。