LinkedBlockingQueue是Java中线程安全的阻塞队列，基于链表实现，支持可选容量限制，默认为无界队列。它使用ReentrantLock和Condition保证线程同步，提供put()和take()等阻塞方法，适用于生产者-消费者模型。通过两个独立锁提升并发性能，常用场景包括任务调度与数据缓冲。示例中生产者每100ms生产任务，消费者每200ms消费任务，自动实现线程协调。使用时应合理设置容量、处理中断、避免内存泄漏，并监控队列大小。
在Java多线程编程中，实现线程安全的队列是常见需求。LinkedBlockingQueue 是 java.util.concurrent 包提供的一个基于链表结构的阻塞队列，天然支持线程安全，适合用于生产者-消费者模型中的数据缓冲。
LinkedBlockingQueue 的基本特性
LinkedBlockingQueue 内部使用链表存储元素，支持可选的容量限制。若未指定容量，默认为 Integer.MAX_VALUE，相当于无界队列。它通过两个独立的锁分别控制读取和写入操作，实现了高并发性能。
主要特点包括：
- 线程安全：内部使用 ReentrantLock 和 Condition 实现线程同步
- 阻塞操作：put() 和 take() 方法在队列满或空时会阻塞线程
- 先进先出（FIFO）：元素按插入顺序被取出
- 高效并发：插入和移除操作使用不同的锁，提升吞吐量
常用方法及使用场景
以下是几个核心方法的实际应用方式：
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- put(E e)：将元素插入队列，如果队列已满则阻塞，直到有空间可用
- take()：从队首获取并移除元素，如果队列为空则阻塞，直到有元素可用
- offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：带超时的插入，避免无限等待
- poll(long timeout, TimeUnit unit)：带超时的取出操作
- size()：返回当前队列元素数量
这些方法适用于不同场景。例如，在生产者线程中调用 put() 安全地添加任务；在消费者线程中调用 take() 获取任务处理，无需手动加锁。
生产者-消费者模型示例
下面是一个简单的生产者与消费者通过 LinkedBlockingQueue 协作的例子：
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class ProducerConsumerExample {
private final LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>(10);
class Producer implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
String task = "Task-" + i;
queue.put(task);
System.out.println("Produced: " + task);
Thread.sleep(100); // 模拟生产耗时
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
class Consumer implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
String task = queue.take();
System.out.println("Consumed: " + task);
Thread.sleep(200); // 模拟消费耗时
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
ProducerConsumerExample example = new ProducerConsumerExample();
new Thread(example.new Producer()).start();
new Thread(example.new Consumer()).start();
}
}
该示例中，生产者每100毫秒生成一个任务，消费者每200毫秒处理一个任务。由于使用了 LinkedBlockingQueue，线程间的协调自动完成，无需额外同步控制。
使用建议与注意事项
在实际开发中，使用 LinkedBlockingQueue 需注意以下几点：
- 合理设置队列容量，避免内存溢出。无界队列可能导致资源耗尽
- 处理 InterruptedException，及时响应线程中断信号
- 避免长时间持有元素引用，防止内存泄漏
- 监控队列 size，可用于判断系统负载情况
- 在高吞吐场景下，考虑是否需要更高效的替代方案如 Disruptor
基本上就这些。LinkedBlockingQueue 使用简单、性能良好，是构建线程安全队列的首选之一。只要理解其阻塞机制和边界行为，就能在大多数并发场景中稳定使用。
