引言

小米最近在刷社招面試題，發(fā)現(xiàn)“ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 的區(qū)別”頻繁出現(xiàn)在面試官的題庫(kù)里。

作為一名喜歡分享技術(shù)的 31 歲“老程序員”，小米覺(jué)得有必要深挖一波，順便給大家講講這兩位 Java 并發(fā)容器中的明星選手。畢竟，光會(huì) API 可不夠，面試官喜歡追著問(wèn)底層原理！

好了，故事開(kāi)始了！

起源：為什么需要阻塞隊(duì)列？

某一天，小米在公司加班，產(chǎn)品經(jīng)理老王突然跑來(lái)：“小米，我們的任務(wù)隊(duì)列經(jīng)常出錯(cuò)，你看看咋回事？”

小米打開(kāi)日志一看，原來(lái)是有些線(xiàn)程在消費(fèi)任務(wù)的時(shí)候隊(duì)列為空，導(dǎo)致 NullPointerException，而生產(chǎn)者又可能突然暴增，導(dǎo)致 OutOfMemoryError。

于是，小米一拍腦袋：“這就是典型的生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題，用阻塞隊(duì)列就能解決！”

阻塞隊(duì)列的作用：

• 生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型：生產(chǎn)者不斷往隊(duì)列里放數(shù)據(jù)，消費(fèi)者不斷從隊(duì)列取數(shù)據(jù)，生產(chǎn)快了隊(duì)列會(huì)阻塞生產(chǎn)者，消費(fèi)慢了隊(duì)列會(huì)阻塞消費(fèi)者，保證了流量的平穩(wěn)。
• 線(xiàn)程間通信：不需要使用 synchronized 和 wait/notify，內(nèi)部已經(jīng)封裝好了鎖機(jī)制，簡(jiǎn)化多線(xiàn)程編程。
• 防止過(guò)載：隊(duì)列可以設(shè)置容量上限，防止生產(chǎn)過(guò)快導(dǎo)致 OOM。

java.util.concurrent 包里提供了多個(gè)阻塞隊(duì)列，今天我們重點(diǎn)講解ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue，它們是面試中最常考的兩位“老大哥”。

ArrayBlockingQueue：數(shù)組實(shí)現(xiàn)的有界隊(duì)列

基本特點(diǎn)：

• 基于數(shù)組，底層是 Object[]，容量固定（有界隊(duì)列）。
• FIFO（先進(jìn)先出），頭部取數(shù)據(jù)，尾部插入數(shù)據(jù)。
• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)存占用低，適合高性能場(chǎng)景。
• 單一 ReentrantLock 進(jìn)行并發(fā)控制，鎖粒度大，生產(chǎn)和消費(fèi)不能同時(shí)進(jìn)行。

源碼解析：

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ArrayBlockingQueue 面試核心點(diǎn)

• 容量固定，創(chuàng)建時(shí)必須指定大小，不能動(dòng)態(tài)擴(kuò)容。
• 性能較高，但由于采用單一鎖，并發(fā)能力稍差。
• 數(shù)據(jù)存放在數(shù)組中，適合元素?cái)?shù)量穩(wěn)定的場(chǎng)景，避免頻繁擴(kuò)容帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)。

LinkedBlockingQueue：鏈表實(shí)現(xiàn)的有界/無(wú)界隊(duì)列

基本特點(diǎn)：

• 基于鏈表，底層是 Node<E> 鏈表，可以是有界隊(duì)列（指定大小）或無(wú)界隊(duì)列（默認(rèn) Integer.MAX_VALUE）。
• FIFO（先進(jìn)先出），頭部取數(shù)據(jù)，尾部插入數(shù)據(jù)。
• 雙鎖機(jī)制，生產(chǎn)和消費(fèi)使用不同的 ReentrantLock，并發(fā)能力更強(qiáng)。
• 適合吞吐量要求較高的場(chǎng)景，但鏈表結(jié)構(gòu)可能增加 GC 壓力。

源碼解析：

圖片

LinkedBlockingQueue 面試核心點(diǎn)

• 默認(rèn)無(wú)界，但可以指定大小，防止 OOM。
• 性能更高，采用雙鎖機(jī)制，生產(chǎn)者和消費(fèi)者可以并行執(zhí)行。
• 數(shù)據(jù)存放在鏈表中，適合元素?cái)?shù)量不確定的場(chǎng)景，但鏈表結(jié)構(gòu)可能增加內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)和 GC 壓力。

場(chǎng)景對(duì)比：哪種更適合你的項(xiàng)目？

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總結(jié)選擇指南：

• 數(shù)據(jù)量穩(wěn)定，低延遲需求，選 ArrayBlockingQueue（如高頻交易系統(tǒng)）。
• 數(shù)據(jù)量不確定，吞吐量高，選 LinkedBlockingQueue（如日志收集、任務(wù)隊(duì)列）。
• 避免無(wú)界 LinkedBlockingQueue，否則可能導(dǎo)致 OOM。

面試真題實(shí)戰(zhàn)

面試題 1：你會(huì)怎么選擇 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue？

答：

• 數(shù)據(jù)量穩(wěn)定，需要高性能：ArrayBlockingQueue
• 數(shù)據(jù)量不確定，需要高吞吐：LinkedBlockingQueue
• 防止 OOM，使用 LinkedBlockingQueue 時(shí)務(wù)必指定容量

面試題 2：為什么 LinkedBlockingQueue 并發(fā)能力比 ArrayBlockingQueue 強(qiáng)？

答：

• LinkedBlockingQueue 采用雙鎖機(jī)制（生產(chǎn)者和消費(fèi)者各有一把鎖），生產(chǎn)和消費(fèi)可并行。
• ArrayBlockingQueue 采用單鎖機(jī)制，生產(chǎn)和消費(fèi)不能并行，導(dǎo)致并發(fā)能力稍遜。

總結(jié)

今天，我們通過(guò)小米的面試經(jīng)歷，深入解析了 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。面試官愛(ài)問(wèn)的點(diǎn)，我們都幫大家整理好了！

核心記住三點(diǎn)：

• 固定容量 vs 可擴(kuò)展性：ArrayBlockingQueue 容量固定，LinkedBlockingQueue 可以無(wú)界。
• 單鎖 vs 雙鎖：LinkedBlockingQueue 并發(fā)能力更強(qiáng)。
• 適用場(chǎng)景不同：ArrayBlockingQueue 適合高性能場(chǎng)景，LinkedBlockingQueue 適合高吞吐量場(chǎng)景。