Javaではどの並行キュー実装を使用する必要がありますか？

JavaDocsから：

• A ConcurrentLinkedQueueは、多くのスレッドが共通のコレクションへのアクセスを共有する適切な選択です。このキューはnull要素を許可しません。
• ArrayBlockingQueueは、固定サイズの配列がプロデューサーによって挿入され、コンシューマーによって抽出された要素を保持する、古典的な「境界付きバッファー」です。このクラスは、待機中のプロデューサースレッドとコンシューマースレッドを注文するためのオプションの公平性ポリシーをサポートします
• LinkedBlockingQueueは、通常、アレイベースのキューよりもスループットは高くなりますが、ほとんどの並行アプリケーションでは予測できないパフォーマンスになります。

私には2つのシナリオがあります。1つは、1つのコンシューマーで多くのプロデューサー（それを使用するスレッド）をサポートするキューを必要とし、もう1つはその逆です。

使用する実装がわかりません。誰かが違いを説明できますか？

また、「オプションの公平性ポリシー」とはArrayBlockingQueue何ですか？

基本的に、それらの違いはパフォーマンス特性とブロッキング動作です。

最も簡単なのArrayBlockingQueueは、固定サイズのキューです。したがって、サイズを10に設定し、11番目の要素を挿入しようとすると、挿入ステートメントは、別のスレッドが要素を削除するまでブロックされます。公平性の問題は、複数のスレッドが同時に（つまり、キューがブロックされていた期間に）挿入と削除を試みた場合に発生します。公平性アルゴリズムにより、最初に要求するスレッドが最初に取得するスレッドになります。そうしないと、特定のスレッドが他のスレッドよりも長く待機し、予期しない動作が発生する可能性があります（後で開始した他のスレッドが最初に処理されるため、1つのスレッドが数秒かかることもあります）。トレードオフは、公平性を管理するためにオーバーヘッドがかかり、スループットが低下することです。

との最も重要な違いはLinkedBlockingQueue、ConcurrentLinkedQueueaから要素をリクエストLinkedBlockingQueueし、キューが空の場合、スレッドは何かがあるまで待機することです。A ConcurrentLinkedQueueは空のキューの動作ですぐに戻ります。

ブロッキングが必要かどうかはどちらに依存します。多くのプロデューサーと1つのコンシューマーがある場合、それはそのように聞こえます。一方、多数のコンシューマがあり、プロデューサが1つしかない場合、ブロッキング動作は必要なく、コンシューマにキューが空かどうかを確認させ、キューが空の場合は次に進むだけでよい場合があります。

ConcurrentLinkedQueueは、ロックが取得されない（つまり、synchronized（this）またはLock.lock呼び出しがない）ことを意味します。変更中にCAS-Compare and Swap操作を使用して、ヘッド/テールノードが開始時と同じかどうかを確認します。その場合、操作は成功します。ヘッド/テールノードが異なる場合は、スピンして再試行します。

LinkedBlockingQueueは変更前にロックを取得します。したがって、オファーの呼び出しは、ロックを取得するまでブロックされます。TimeUnitを使用するオファーオーバーロードを使用して、追加を中止する前にX時間だけ待機してもよいと言うことができます（通常、メッセージがXミリ秒後に古くなるメッセージタイプのキューに適しています）。

公平性とは、ロックの実装によってスレッドの順序が維持されることを意味します。スレッドAに入り、次にスレッドBが入ると、スレッドAが最初にロックを取得します。公平性がないため、実際に何が起こるかは定義されていません。それはおそらくスケジュールされる次のスレッドです。

どちらを使用するかは、場合によって異なります。プロデューサーが作業をキューに入れるのにかかる時間は多様であるため、私はConcurrentLinkedQueueを使用する傾向があります。まったく同じ時期にプロデュースしているプロデューサーは少ないです。しかし、世論調査が適切なスリープ状態にならないため、消費者側はより複雑になります。自分で処理する必要があります。

質問のタイトルで、ブロッキングキューについて言及されています。ただし、ブロッキングキューでConcurrentLinkedQueueはありません。

BlockingQueuesはArrayBlockingQueue、DelayQueue、LinkedBlockingDeque、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、とSynchronousQueue。

これらのいくつかは（あなたの目的に合わないはっきりしているDelayQueue、PriorityBlockingQueueとSynchronousQueue）。 LinkedBlockingQueueそしてLinkedBlockingDeque後者は両端キュー（それのDequeインタフェースを実装する）であることを除いて、同一です。

ArrayBlockingQueue要素の数を制限したい場合にのみ役立つので、私はに固執しLinkedBlockingQueueます。

ArrayBlockingQueueはメモリフットプリントが少なく、新しい挿入ごとにLinkedBlockingQueue $ Nodeオブジェクトを作成する必要があるLinkedBlockingQueueとは異なり、要素ノードを再利用できます。

1. SynchronousQueue （別から撮影 質問）

SynchronousQueueはLinkedBlockingQueue単なるハンドオフですが、は単一の要素を許可します。差があることput()への呼び出しがSynchronousQueue対応があるまで戻らないtake()コールが、しかしとLinkedBlockingQueueサイズ1の、put()（空のキューに）呼び出しは直ちに戻ります。これは基本的に、BlockingQueue本当にキューが必要ない場合（保留中のデータを保持したくない場合）の実装です。

2. LinkedBlockingQueue（LinkedList実装ですが、厳密にはJDK実装でLinkedListは、要素間のリンクを維持するために静的内部クラスNodeを使用しています）

LinkedBlockingQueueのコンストラクタ

public LinkedBlockingQueue(int capacity) 
{
        if (capacity < = 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.capacity = capacity;
        last = head = new Node< E >(null);   // Maintains a underlying linkedlist. ( Use when size is not known )
}

リンクの維持に使用されるノードクラス

static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node(E x) { item = x; }
}

３。ArrayBlockingQueue（配列の実装）

ArrayBlockingQueueのコンストラクタ

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) 
{
            if (capacity < = 0)
                throw new IllegalArgumentException();
            this.items = new Object[capacity]; // Maintains a underlying array
            lock = new ReentrantLock(fair);
            notEmpty = lock.newCondition();
            notFull =  lock.newCondition();
}

間私見最大差ArrayBlockingQueueとは、LinkedBlockingQueue一つたコンストラクタから明らかなデータ構造配列と他のLinkedListの基礎となります。

ArrayBlockingQueueシングルロックダブル条件アルゴリズムを使用しLinkedBlockingQueue、「2ロックキュー」アルゴリズムのバリアントであり、2つのロックがあり、2つの条件（takeLock、putLock）

ConcurrentLinkedQueueはロックフリーですが、LinkedBlockingQueueはロックフリーではありません。LinkedBlockingQueue.put（）またはLinkedBlockingQueue.take（）を呼び出すたびに、最初にロックを取得する必要があります。つまり、LinkedBlockingQueueの同時実行性は低くなっています。パフォーマンスが気になる場合は、ConcurrentLinkedQueue + LockSupportを試してください。