Java多线程进阶（34）—— J.U.C之collections框架：SynchronousQueue

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一、SynchronousQueue简介

SynchronousQueue是JDK1.5时，随着J.U.C包一起引入的一种阻塞队列，它实现了BlockingQueue接口，底层基于 栈 和 队列 实现：

没有看错，SynchronousQueue的底层实现包含两种数据结构—— 栈 和 队列 。这是一种非常特殊的阻塞队列，它的特点简要概括如下：

1. 入队线程和出队线程必须一一匹配，否则任意先到达的线程会阻塞。比如ThreadA进行入队操作，在有其它线程执行出队操作之前，ThreadA会一直等待，反之亦然；
2. SynchronousQueue内部不保存任何元素，也就是说它的容量为0，数据直接在配对的生产者和消费者线程之间传递，不会将数据缓冲到队列中。
3. SynchronousQueue支持公平/非公平策略。其中非公平模式，基于内部数据结构——“栈”来实现，公平模式，基于内部数据结构——“队列”来实现；
4. SynchronousQueue基于一种名为“Dual stack and Dual queue”的无锁算法实现。

注意：上述的特点1，和我们之前介绍的Exchanger其实非常相似，可以类比Exchanger的功能来理解。

二、SynchronousQueue原理

2.1 构造

之前提到，SynchronousQueue根据公平/非公平访问策略的不同，内部使用了两种不同的数据结构：栈和队列。我们先来看下对象的构造，SynchronousQueue只有2种构造器：

    /**
     * 默认构造器.
     * 默认使用非公平策略.
     */
    public SynchronousQueue() {
        this(false);
    }

    /**
     * 指定策略的构造器.
     */
    public SynchronousQueue(boolean fair) {
        transferer = fair ? new TransferQueue<E>() : new TransferStack<E>();
    }

可以看到，对于公平策略，内部构造了一个 TransferQueue 对象，而非公平策略则是构造了 TransferStack 对象。这两个类都继承了内部类 Transferer ，SynchronousQueue中的所有方法，其实都是委托调用了TransferQueue/TransferStack的方法：

    public class SynchronousQueue<E> extends AbstractQueue<E>