详解Java七大阻塞队列之SynchronousQueue

简介

Java提供了七种不同类型的阻塞队列，SynchronousQueue是其中比较特殊的一种。它的特点是在插入元素时必须等待另外一个线程同时要移除这个元素，否则阻塞当前线程；同理，在移除元素时也必须等待另一个线程同时要插入这个元素，否则也会阻塞当前线程。这使得SynchronousQueue成为一种高效的交换数据方式，可以将生产者和消费者线程解耦，从而提高程序的并发性能。

手动创建SynchronousQueue

SynchronousQueue可以使用它的默认构造函数创建，也可以使用带有公平性选项的构造函数创建。

SynchronousQueue<Integer> queue = new SynchronousQueue<>();

SynchronousQueue<Integer> queue = new SynchronousQueue<>(true);

插入元素

使用put(E e)方法向SynchronousQueue中插入一个元素，如果没有线程同时要移除这个元素，则当前线程会一直等待，直到有另一个线程要同时移除这个元素。

以下是一个示例程序，展示了如何向SynchronousQueue中插入元素：

SynchronousQueue<Integer> queue = new SynchronousQueue<>();

new Thread(() -> {
    try {
        queue.put(1);
        System.out.println("put 1");
        queue.put(2);
        System.out.println("put 2");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

在这个示例程序中，创建了一个SynchronousQueue，并启动一个新线程向队列中插入元素。因为SynchronousQueue要求插入和移除操作必须同时进行，所以在插入元素1后，该线程会被阻塞，直到有另一个线程要同时移除元素1。当另一个线程移除元素1后，该线程才能继续执行，并插入元素2。

移除元素

使用take()方法从SynchronousQueue中移除一个元素，如果没有线程同时要插入这个元素，则当前线程会一直等待，直到有另一个线程要同时插入这个元素。

以下是一个示例程序，展示了如何从SynchronousQueue中移除元素：

SynchronousQueue<Integer> queue = new SynchronousQueue<>();

new Thread(() -> {
    try {
        System.out.println(queue.take());
        System.out.println(queue.take());
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

new Thread(() -> {
    try {
        queue.put(1);
        queue.put(2);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

在这个示例程序中，创建了一个SynchronousQueue，并启动两个新线程，其中一个线程会从队列中移除元素，另一个线程会向队列中插入元素。因为SynchronousQueue要求插入和移除操作必须同时进行，所以在启动移除线程时，该线程会被阻塞，直到有另一个线程要同时插入元素。当另一个线程插入元素1后，该线程才能继续执行，并移除元素1。当另一个线程插入元素2后，该线程才能继续执行，并移除元素2。

总结

SynchronousQueue是一种特殊的阻塞队列，它以高效的方式交换元素，使得生产者和消费者线程可以解耦，提高程序的并发性能。在使用SynchronousQueue时，需要注意插入和移除操作必须同时进行，否则会阻塞当前线程。