LinkedBlockingQueue与ConcurrentLinkedQueue的比较
1.绪论
LinkedBlockingQueue和ConcurrentLinkedQueue是Java中最常使用的两个并发队列。尽管这两种队列都经常被用作并发数据结构，但它们之间存在着微妙的特征和行为上的差异。
在这个简短的教程中，我们将讨论这两个队列，并解释它们的相似之处和不同之处。
2. LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue 是一个可选的有边界的阻塞队列实现，意味着如果需要的话，可以指定队列的大小。
让我们创建一个LinkedBlockingQueue，它最多可以包含100个元素。
BlockingQueue<Integer> boundedQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100);我们也可以创建一个无界的LinkedBlockingQueue，只需不指定大小即可。
BlockingQueue<Integer> unboundedQueue = new LinkedBlockingQueue<>();无界队列意味着队列的大小在创建时没有被指定。因此，队列可以随着元素的加入而动态增长。然而，如果没有剩余的内存，那么队列就会抛出一个java.lang.OutOfMemoryError。
我们也可以从一个现有的集合中创建一个LinkedBlockingQueue。
Collection<Integer> listOfNumbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5);
BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>(listOfNumbers);LinkedBlockingQueue class 实现了BlockingQueue接口，这为它提供了阻塞的性质。
阻塞队列表明，如果队列满了（当队列有界时）或变成空了，队列会阻塞访问线程。如果队列是满的，那么添加一个新的元素将阻塞访问线程，除非有可用的空间给新元素。同样地，如果队列是空的，那么访问一个元素就会阻塞调用线程。
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 方法会阻塞调用线程。
LinkedBlockingQueen 的阻塞功能与一些成本有关。这个代价是因为每一个put或take的操作都是生产者或消费者线程之间的锁争夺。因此，在有许多生产者和消费者的情况下，put和take操作可能会比较慢。
3. ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue 是一个无界的、线程安全的、非阻塞的队列。
让我们来创建一个空的ConcurrentLinkedQueue。
ConcurrentLinkedQueue queue = new ConcurrentLinkedQueue();我们也可以从一个现有的集合中创建一个ConcurrentLinkedQueue。
Collection<Integer> listOfNumbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5);
ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>(listOfNumbers);与LinkedBlockingQueue不同，ConcurrentLinkedQueue是一个非阻塞队列。因此，一旦队列为空，它就不会阻塞线程。相反，它返回null。因为它是无界的，如果没有多余的内存来添加新的元素，它会抛出一个java.lang.OutOfMemoryError。
除了非阻塞外，ConcurrentLinkedQueue 还具有额外的功能。
在任何生产者-消费者场景中，消费者都不会与生产者发生竞争；然而，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，向队列添加一个元素，第二个任务，pollTask，从队列中检索一个元素。轮询任务另外先检查队列中的元素，因为ConcurrentLinkedQueue 是非阻塞的，可以返回null值。
4.相似性
LinkedBlockingQueue 和ConcurrentLinkedQueue 都是队列的实现，并且有一些共同的特征。让我们来讨论一下这两个队列的相似之处。
- 两者都实现了Queue接口。
- 它们都使用链接节点来存储它们的元素
- 两者都适用于并发访问的情况。
5.差异
虽然这两个队列有某些相似之处，但也有实质性的特征差异。
| 特征 | LinkedBlockingQueue | ConcurrentLinkedQueue |
|---|---|---|
| 阻塞性质 | 它是一个阻塞队列，并实现了BlockingQueue接口。 | 它是一个非阻塞队列，没有实现BlockingQueue接口 |
| 队列大小 | 它是一个可选择的有界队列，这意味着在创建过程中，可以定义队列大小 | 它是一个无界的队列，在创建过程中没有规定指定队列的大小。 |
| 锁性质 | 它是一个基于锁的队列。 | 它是一个无锁的队列。 |
| 算法 | 它基于双锁队列算法实现了它的锁定 | 它依赖于Michael & Scott算法，用于非阻塞、无锁的队列。 |
| 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操作使用第一种锁类型，take/poll 操作使用其他锁类型 | 它使用CAS(Compare-And-Swap)进行操作。 |
| 阻塞行为 | 它是一个阻塞队列。因此，当队列为空时，它会阻止访问线程。 | 当队列为空时，它不会阻塞访问线程，并返回null。 |
6.结论
在这篇文章中，我们了解了LinkedBlockingQueue 和ConcurrentLinkedQueue.。
首先，我们单独讨论了这两个队列的实现和它们的一些特点。然后，我们看到了这两个队列实现之间的相似之处。最后，我们探讨了这两个队列实现之间的差异。
像往常一样，这些例子的源代码可以在GitHub上找到。