LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue、ConcurrentLinkedQueue、TransferQueue的原理与使用场景

在jdk中有许多的队列，队列的使用还是有一些难度的，因为涉及到了并发等概念，现在我们列举一下队列的特点：

• 并发情况下不会有线程安全问题
• 队列都有元素
• 都有添加（生产者端使用）、获取（消费者端使用）功能
• 基本上的使用场景都是在多线程、高并发的场景
  在jdk中的队列有如下几种：

1、LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue是使用比较多的队列，在SingleThreadPool(单个线程的线程池)、FixedThreadPool（固定线程数的线程池）使用的都是LinkedBlockingQueue。
1、在LinkedBlockingQueue中有两个ReentrantLock，takeLock和putLock分别是在添加元素和取出元素的时候添加的锁。
2、LinkedBlockingQueue是无界队列。

2、ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue是有界队列,在阿里的开源框架RocketMq中就使用到了，其添加和获取都是用的同一个ReentrantLock。

3、SynchronousQueue

SynchronousQueue是只有一个元素的队列，

• 其添加和获取方法都用到了transfer方法

public boolean offer(E e) {
        if (e == null) throw new NullPointerException();
        return transferer.transfer(e, true, 0) != null;
    }

public E take() throws InterruptedException {
        E e = transferer.transfer(null, false, 0);
        if (e != null)
            return e;
        Thread.interrupted();
        throw new InterruptedException();
    }

其是根据是否有元素来区分是添加元素还是获取元素。

• 其有两种元素添加获取方式，非公平获取和公平获取
  非公平用的是TransferStack，是后进先出的方式
  公平方式用的是TransferQueue，是先进先出方式
• 加锁是用的CAS的方式替换
  使用场景：在CachedThreadPool线程池中，使用到了SynchronousQueue。

4、ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue数据结构进行了非常巧妙的设计，在添加是从tail节点，获取是从head节点，而且做到了方并发，因为不用锁，所以效率更高。
在netty的读取byteBuffer和获取Selector中都用了ConcurrentLinkedQueue。具体详细原理，可以网上搜索，在此不再赘述

5、LinkedTransferQueue

LinkedTransferQueue是jdk才出现的队列，是LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue、ConcurrentLinkedQueue的超集，实现了他们三个的功能，其添加和获取都是用的xfer方法。