SynchronousQueue 的 常用场景及使用示例
概述
SynchronousQueue是 Java并发框架中的一个特殊类型的阻塞队列，它的特点是队列内部容量为零，即不存储元素。每个put操作必须等待一个对应的take操作，反之亦然，因此它主要用作线程间的直接 hand-off（传递）工具，而不是作为一个缓冲区。以下是SynchronousQueue的一些常用场景及一个简单的使用示例。
常用场景
- 任务传递 ：在 线程池 设计中，可以作为工作队列使用，特别是当你希望任务立即被工作者线程接管处理，而不是等待在队列中时。这有助于实现严格的生产者-消费者模式，保持并发度的精确控制。
- 事件驱动架构 ：在事件驱动的系统中，事件可以被立即传递给事件处理器，无需中间缓存，保证了低延迟和高效处理。
- 数据管道 ：在需要将数据从一个线程直接传递到另一个线程的场景中，比如在并行处理流水线中，它可以作为连接不同处理阶段的桥梁。
- 同步点 ：可以作为线程间同步的机制，当一个线程需要等待另一个线程的信号（通过插入一个元素）才能继续执行时。
使用示例
下面的示例展示了如何使用SynchronousQueue实现一个简单的生产者-消费者模型，其中生产者线程生成数据并放入队列，而消费者线程从队列中取出并处理数据。
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;public class SynchronousQueueExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个SynchronousQueue实例SynchronousQueue<Integer> queue = new SynchronousQueue<>();// 启动生产者线程Thread producer = new Thread(() -> {try {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("Producing: " + i);queue.put(i); // put方法会阻塞，直到有消费者取走元素Thread.sleep(100); // 模拟生产间隔}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}});// 启动消费者线程Thread consumer = new Thread(() -> {try {for (int i = 0; i < 5; i++) {Integer item = queue.take(); // take方法会阻塞，直到有元素可取System.out.println("Consuming: " + item);Thread.sleep(200); // 模拟消费间隔，大于生产间隔以观察效果}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}});producer.start();consumer.start();}
}
在这个示例中，我们创建了一个SynchronousQueue实例，然后分别启动了生产者线程和消费者线程。生产者线程通过put方法添加整数到队列中，而消费者线程通过take方法从队列中取出并打印这些整数。由于SynchronousQueue的特性，生产者线程在添加下一个元素之前必须等待消费者线程取走当前元素，反之亦然，从而实现了严格的同步。