java - BlockingQueue : What are the differences between SynchronousQueue and LinkedBlockingQueue 的实现

Question

我看到了 BlockingQueue 的这些实现，无法理解它们之间的区别。到目前为止我的结论:

1. 我永远不需要 SynchronousQueue
2. LinkedBlockingQueue 确保 FIFO，BlockingQueue 必须使用参数 true 创建才能使其 FIFO
3. SynchronousQueue 破坏了大多数集合方法(包含、大小等)

那么我什么时候需要SynchronousQueue？此实现的性能是否优于 LinkedBlockingQueue？

为了让它更复杂......为什么 Executors.newCachedThreadPool 使用 SynchronousQueue 而其他(Executors.newSingleThreadExecutor 和 Executors.newFixedThreadPool ) 使用 LinkedBlockingQueue？

编辑

第一个问题解决了。但是我仍然不明白为什么 Executors.newCachedThreadPool 使用 SynchronousQueue 而其他(Executors.newSingleThreadExecutor 和 Executors.newFixedThreadPool)使用 LinkedBlockingQueue？

我得到的是，使用 SynchronousQueue，如果没有空闲线程，生产者将被阻塞。但是由于线程的数量实际上是无限的(如果需要，将创建新的线程)，这永远不会发生。那么为什么要使用 SynchronousQueue？

Answer 1

SynchronousQueue是一种非常特殊的队列——它在Queue的接口(interface)后面实现了一种集合方式(生产者等待消费者准备好，消费者等待生产者准备好)。 .

因此，您可能仅在需要特定语义的特殊情况下才需要它，例如 Single threading a task without queuing further requests .

使用 SynchronousQueue 的另一个原因是性能。 SynchronousQueue的实现似乎已经过高度优化，所以如果您只需要一个集合点(如 Executors.newCachedThreadPool() 的情况，消费者是“按需”创建的，因此队列项目不会累积)，您可以通过使用 SynchronousQueue 获得性能提升.

简单的综合测试表明，在简单的单生产者-单消费者场景中，双核机器吞吐量为SynchronousQueue比 LinkedBlockingQueue 的吞吐量高约 20 倍和 ArrayBlockingQueue队列长度= 1。当队列长度增加时，它们的吞吐量上升并几乎达到SynchronousQueue的吞吐量.这意味着 SynchronousQueue与其他队列相比，在多核机器上具有较低的同步开销。但同样，只有在需要伪装成 Queue 的集合点的特定情况下才重要。 .

编辑:

这是一个测试:

public class Test {
    static ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(2);
    static int N = 1000000;

    public static void main(String[] args) throws Exception {    
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int length = (i == 0) ? 1 : i * 5;
            System.out.print(length + "\t");
            System.out.print(doTest(new LinkedBlockingQueue<Integer>(length), N) + "\t");
            System.out.print(doTest(new ArrayBlockingQueue<Integer>(length), N) + "\t");
            System.out.print(doTest(new SynchronousQueue<Integer>(), N));
            System.out.println();
        }

        e.shutdown();
    }

    private static long doTest(final BlockingQueue<Integer> q, final int n) throws Exception {
        long t = System.nanoTime();

        e.submit(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < n; i++)
                    try { q.put(i); } catch (InterruptedException ex) {}
            }
        });    

        Long r = e.submit(new Callable<Long>() {
            public Long call() {
                long sum = 0;
                for (int i = 0; i < n; i++)
                    try { sum += q.take(); } catch (InterruptedException ex) {}
                return sum;
            }
        }).get();
        t = System.nanoTime() - t;

        return (long)(1000000000.0 * N / t); // Throughput, items/sec
    }
}    

这是我机器上的结果: