SynchronousQueue不存储元素，每个put需等待take完成，适用于线程间直接协作，如生产者-消费者模型、即时任务处理及高并发线程池等场景。
SynchronousQueue 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中一个特殊的阻塞队列，它不会真正存储元素。每个 put 操作必须等待另一个线程执行 take 操作，反之亦然。这种“直接交接”的机制使得 SynchronousQueue 更像是一个数据的“传递点”，而不是传统意义上的队列。它常用于线程之间的直接协作通信场景。
理解 SynchronousQueue 的特点
SynchronousQueue 最显著的特点是：
- 不存储元素：你无法往队列中添加元素并保留它，put 的元素必须立刻被另一个线程 take 走。
- 线程配对交换：生产者线程和消费者线程必须同时准备好才能完成一次数据传递。
- 支持公平与非公平策略：构造时可指定是否采用公平模式（FIFO），默认是非公平的（性能更高但顺序不确定）。
基本使用示例：生产者-消费者模型
下面是一个简单的例子，展示两个线程通过 SynchronousQueue 传递字符串消息：
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
public class SynchronousQueueExample {
public static void main(String[] args) {
SynchronousQueue queue = new SynchronousQueue<>();
// 生产者线程
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("生产者准备发送数据...");
queue.put("Hello from Producer");
System.out.println("生产者已发送数据");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}).start();
// 消费者线程
new Thread(() -> {
try {
System.out.println("消费者等待接收数据...");
String data = queue.take(); // 阻塞直到有数据被 put
System.out.println("消费者收到: " + data);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}).start();
}
}
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- 消费者先启动并阻塞在 take()
- 生产者执行 put()，唤醒消费者完成交接
- 两者几乎同时完成操作
实际应用场景
SynchronousQueue 适用于需要严格同步的场景：
- 工作线程分配任务：主线程生成任务，工作线程立即处理，不缓存任务。
- 手递手通信：确保每个任务都被即时处理，避免堆积。
- 高并发线程池：比如 Executors.newCachedThreadPool() 内部就使用 SynchronousQueue，新提交的任务如果没有空闲线程就会创建新线程来处理。
使用建议与注意事项
使用 SynchronousQueue 时要注意以下几点：
- 始终在 try-catch 中调用 put/take，防止 InterruptedException 中断程序流。
- 避免在单线程中调用 put() 或 take()，否则会永久阻塞。
- 适合低延迟、高响应的场景，不适合需要缓冲的批量处理。
- 调试时注意线程调度顺序，可能因执行顺序不同导致看似“卡住”。
