1. 首页
  2. 博客
  3. LinkedBlockingQueue 和 ConcurrentLinkedQueue的区别

LinkedBlockingQueue 和 ConcurrentLinkedQueue的区别

1. 简单的开篇

LinkedBlockingQueue 和 ConcurrentLinkedQueue 是 Java 高并发场景中最常使用的队列。尽管这两个队列经常被用作并发场景的数据结构，但它们之间仍有细微的特征和行为差异。
在这篇文章中，我将和大家一起探讨这两者之间的异同点。欢迎大家在留言讨论~

2. LinkedBlockingQueue

首先 LinkedBlockingQueue 是一个 “可选且有界” 的阻塞队列实现，你可以根据需要指定队列的大小。
接下来，我将创建一个 LinkedBlockingQueue ，它最多可以包含100个元素：

BlockingQueue<Integer> boundedQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100);

当然，我们也可以通过不指定大小，来创建一个无界的 LinkedBlockingQueue ：

BlockingQueue<Integer> unboundedQueue = new LinkedBlockingQueue<>();

无界队列表示在创建时未指定队列的大小。因此，队列可以随着元素的添加而动态增长。但是，如果没有剩余内存，则队列将抛出 java.lang.OutOfMemory 错误。

这里留下一个问题给大家思考： 创建无界队列是好还是坏呢?

我们还可以从现有的集合来创建 LinkedBlockingQueue ：

Collection<Integer> listOfNumbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5);
BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>(listOfNumbers);

LinkedBlockingQueue 实现了 BlockingQueue 接口，该接口为它提供了阻塞性质。

阻塞队列表示如果访问线程已满（当队列有界时）或变为空，则队列将阻塞该线程。如果队列已满，则添加新元素将阻塞访问线程，除非新元素有可用空间。类似地，如果队列为空，则访问元素会阻塞调用线程：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
executorService.submit(() -> {
  try {
    queue.take();
  } 
  catch (InterruptedException e) {
    // exception handling
  }
});

在上面的代码片段中，我们正在访问一个空队列。因此， take() 方法阻塞调用线程。

LinkedBlockingQueue 的阻塞特性与一些开销相关。这个代价是因为每个 put 或 take 操作在生产者线程或使用者线程之间都是锁争用的。因此，在许多生产者和消费者的情况下， put 和take 动作可能会慢一些。

3. ConcurrentLinkedQueue

首先声明， ConcurrentLinkedQueue 是一个无边界、线程安全且无阻塞的队列

创建一个空的 ConcurrentLinkedQueue :

ConcurrentLinkedQueue queue = new ConcurrentLinkedQueue();

同上面一样，我们也可以从现有集合创建 ConcurrentLinkedQueue ：

Collection<Integer> listOfNumbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5);
ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>(listOfNumbers);

不同于 LinkedBlockingQueue ， ConcurrentLinkedQueue 是非阻塞的队列。因此，即使队列为空(empty)，它也不会阻塞线程。相反，它会返回 空 （null） 。虽然它是无界的，但如果没有额外的内存来添加新元素，它依旧会抛出 java.lang.OutOfMemory 错误。
除了非阻塞之外， ConcurrentLinkedQueue 还有其他特性。
在任何生产者-消费者场景中，消费者都不会满足于生产者；但是，多个生产者将相互竞争：

int element = 1;
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
 
Runnable offerTask = () -> queue.offer(element);
 
Callable<Integer> pollTask = () -> {
  while (queue.peek() != null) {
    return queue.poll().intValue();
  }
  return null;
};
 
executorService.submit(offerTask);
Future<Integer> returnedElement = executorService.submit(pollTask);
assertThat(returnedElement.get().intValue(), is(equalTo(element)));

第一个任务 offerTask 向队列中添加元素，第二个任务 pollTask 从队列中检索元素。 pollTask 首先检查队列中的元素，因为 ConcurrentLinkedQueue 是非阻塞的，并且可以返回 null 值。

4. 求同

LinkedBlockingQueue 和 ConcurrentLinkedQueue 都是队列实现，并具有一些共同特征。让我们讨论一下这两个队列的相似之处：

  1. 都 实现 Queue 接口
  2. 它们都使用 linked nodes 存储节点
  3. 都适用于并发访问场景

5. 存异

尽管这两种队列都有某些相似之处，但也有一些实质性的特征差异：

特性 LinkedBlockingQueue ConcurrentLinkedQueue
**阻塞性** 阻塞队列，并实现 _blocking queue_ 接口 非阻塞队列，不实现 _blocking queue_ 接口
**队列大小** 可选的有界队列，这意味着可以在创建期间定义队列大小 无边界队列，并且没有在创建期间指定队列大小的规定
**锁特性** **基于锁的队列** **无锁队列**
**算法** 锁的实现基于 “双锁队列（two lock queue）” 算法 依赖于 **Michael &Scott算法来实现无阻塞、无锁队列**
**实现** 在 _双锁队列_ 算法机制中， _LinkedBlockingQueue_ 使用两种不同的锁， _putLock_ 和 _takeLock_ 。 _put/take_ 操作使用第一个锁类型， _take/poll_ 操作使用另一个锁类型 使用CAS（ **Compare And Swap** ）进行操作
**阻塞行为** 当队列为空时，它会阻塞访问线程 当队列为空时返回 null，它不会阻塞访问线程

6. 总结才能进步

首先，我们分别讨论了这两种队列实现及其一些特性、相似性、以及它们之间的差异。这样的比较，是否让你对这两种队列有了更深刻的印象？

原文链接：https://www.cnblogs.com/liululee/p/13529141.html

热门标签