java中的隊列

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非阻塞隊列：ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue是一個基於連結節點的無界安全執行緒隊列，它採用先進先出的規則對節點進行排序，當我們添加一個元素的時候，它會添加到隊列的尾部，當我們擷取一個元素時，它會返回隊列頭部的元素。

阻塞隊列：BlockingQueue

1. ArrayBlockingQueue
      基於數組的阻塞隊列實現，在ArrayBlockingQueue內部，維護了一個定長數組，以便緩衝隊列中的資料對象，這是一個常用的阻塞隊列，除了一個定長數組外，ArrayBlockingQueue內部還儲存著兩個整形變數，分別標識著隊列的頭部和尾部在數組中的位置。
　　ArrayBlockingQueue在生產者放入資料和消費者擷取資料，都是共用同一個鎖對象，由此也意味著兩者無法真正並行運行，這點尤其不同於LinkedBlockingQueue；按照實現原理來分析，ArrayBlockingQueue完全可以採用分離鎖，從而實現生產者和消費者操作的完全並行運行。Doug Lea之所以沒這樣去做，也許是因為ArrayBlockingQueue的資料寫入和擷取操作已經足夠輕巧，以至於引入獨立的鎖機制，除了給代碼帶來額外的複雜性外，其在效能上完全占不到任何便宜。 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue間還有一個明顯的不同之處在於，前者在插入或刪除元素時不會產生或銷毀任何額外的對象執行個體，而後者則會產生一個額外的Node對象。這在長時間內需要高效並發地處理大批量資料的系統中，其對於GC的影響還是存在一定的區別。而在建立ArrayBlockingQueue時，我們還可以控制對象的內部鎖是否採用公平鎖，預設採用非公平鎖。

2. LinkedBlockingQueue
      基於鏈表的阻塞隊列，同ArrayListBlockingQueue類似，其內部也維持著一個資料緩衝隊列（該隊列由一個鏈表構成），當生產者往隊列中放入一個資料時，隊列會從生產者手中擷取資料，並緩衝在隊列內部，而生產者立即返回；只有當隊列緩衝區達到最大值緩衝容量時（LinkedBlockingQueue可以通過建構函式指定該值），才會阻塞生產者隊列，直到消費者從隊列中消費掉一份資料，生產者線程會被喚醒，反之對於消費者這端的處理也基於同樣的原理。而LinkedBlockingQueue之所以能夠高效的處理並發資料，還因為其對於生產者端和消費者端分別採用了獨立的鎖來控制資料同步，這也意味著在高並發的情況下生產者和消費者可以並行地操作隊列中的資料，以此來提高整個隊列的並發效能。
作為開發人員，我們需要注意的是，如果構造一個LinkedBlockingQueue對象，而沒有指定其容量大小，LinkedBlockingQueue會預設一個類似無限大小的容量（Integer.MAX_VALUE），這樣的話，如果生產者的速度一旦大於消費者的速度，也許還沒有等到隊列滿阻塞產生，系統記憶體就有可能已被消耗殆盡了。

3. DelayQueue
      DelayQueue中的元素只有當其指定的延遲時間到了，才能夠從隊列中擷取到該元素。DelayQueue是一個沒有大小限制的隊列，因此往隊列中插入資料的操作（生產者）永遠不會被阻塞，而只有擷取資料的操作（消費者）才會被阻塞。
使用情境：
　　DelayQueue使用情境較少，但都相當巧妙，常見的例子比如使用一個DelayQueue來管理一個逾時未響應的串連隊列。

4. PriorityBlockingQueue
      基於優先順序的阻塞隊列（優先順序的判斷通過建構函式傳入的Compator對象來決定），但需要注意的是PriorityBlockingQueue並不會阻塞資料生產者，而只會在沒有可消費的資料時，阻塞資料的消費者。因此使用的時候要特別注意，生產者生產資料的速度絕對不能快於消費者消費資料的速度，否則時間一長，會最終耗盡所有的可用堆記憶體空間。在實現PriorityBlockingQueue時，內部控制線程同步的鎖採用的是公平鎖。

5. SynchronousQueue
      一種無緩衝的等待隊列，類似於無中介的直接交易，有點像原始社會中的生產者和消費者，生產者拿著產品去集市銷售給產品的最終消費者，而消費者必須親自去集市找到所要商品的直接生產者，如果一方沒有找到合適的目標，那麼對不起，大家都在集市等待。相對於有緩衝的BlockingQueue來說，少了一個中間經銷商的環節（緩衝區），如果有經銷商，生產者直接把產品批發給經銷商，而無需在意經銷商最終會將這些產品賣給那些消費者，由於經銷商可以庫存一部分商品，因此相對於直接交易模式，總體來說採用中間經銷商的模式會輸送量高一些（可以批量買賣）；但另一方面，又因為經銷商的引入，使得產品從生產者到消費者中間增加了額外的交易環節，單個產品的及時響應效能可能會降低。
　　聲明一個SynchronousQueue有兩種不同的方式，它們之間有著不太一樣的行為。公平模式和非公平模式的區別:
　　如果採用公平模式：SynchronousQueue會採用公平鎖，並配合一個FIFO隊列來阻塞多餘的生產者和消費者，從而體系整體的公平策略；
　　但如果是非公平模式（SynchronousQueue預設）：SynchronousQueue採用非公平鎖，同時配合一個LIFO隊列來管理多餘的生產者和消費者，而後一種模式，如果生產者和消費者的處理速度有差距，則很容易出現饑渴的情況，即可能有某些生產者或者是消費者的資料永遠都得不到處理。

參考：

http://www.cnblogs.com/jackyuj/archive/2010/11/24/1886553.html

http://ifeve.com/concurrentlinkedqueue/

 

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