参考来源：https://juejin.cn/post/7000515796053000228
Java队列–LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue是基于单向链表的阻塞队列，先进先出的顺序，支持多线程并发操作。LinkedBlockingQueue可认为是无界队列，多用于任务队列。
LinkedBlockingQueue 常用于多线程的生产者-消费者场景，其中生产者线程将数据放入队列，而消费者线程从队列中取出数据。它还用于线程池的任务队列等。
定义方法
无参定义，默认构造方法，队列容量为Integer.MAX_VALUE
public LinkedBlockingQueue() {
this(Integer.MAX_VALUE);
}
指定队列容量的构造方法
public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.capacity = capacity;
last = head = new Node<E>(null);
}
基于集合构建队列，默认容量为Integer.MAX_VALUE
public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) {
this(Integer.MAX_VALUE);
final ReentrantLock putLock = this.putLock;
putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility
try {
int n = 0;
for (E e : c) {
if (e == null)
throw new NullPointerException();
if (n == capacity)
throw new IllegalStateException("Queue full");
enqueue(new Node<E>(e));
++n;
}
count.set(n);
} finally {
putLock.unlock();
}
}
可以看到，第一第三种方式都是设置大小为Integer.MAX_VALUE，这容易导致堆栈溢出，因此一般建议使用自定义大小的方式来定义
基本属性
在LinkedBlockingQueue中定义的变量及其含义如下：
capacity：该变量表示队列的容量，设置该值则变为一个有界队列；如果不设置的话默认取值为Integer.MAX_VALUE，也可以认为是无界队列
count：当前队列中元素的数量
head和last：分别表示链表的头尾节点，其中头结点head不存储元素，head.item = null
takeLock和notEmpty：出队的锁以及出队条件
putLock和notFull：入队的锁以及入队条件
可以看出与ArrayBlockingQueue不同的是，在LinkedBlockingQueue中，入队和出队分别使用两个锁，两个锁可以分别认为是毒写锁和读锁，这里的具体原因在后面会进行详细描述
基本使用
//定义
LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
// 入队方法
queue.add(1);
queue.offer(2);
queue.offer(3,10, TimeUnit.SECONDS);
queue.put(4);
System.out.println(queue.size());
// 出队方法
Integer x1 = queue.remove();
Integer x2 = queue.poll();
Integer x3 = queue.poll(10, TimeUnit.SECONDS);
Integer x4 = queue.take();
System.out.println(x1);
System.out.println(x2);
System.out.println(x3);
System.out.println(x4);
//队列已用数目
System.out.println(queue.size());
//剩余可用数目
System.out.println(queue.remainingCapacity());
入队和出队方法
入队
put
首先我们来看下阻塞入队方法put(e)的实现原理，代码如下：
public void put(E e) throws InterruptedException {
if (e == null) throw new NullPointerException();
int c = -1;
Node<E> node = new Node<E>(e);
final ReentrantLock putLock = this.putLock;
final AtomicInteger count = this.count;
// 入队锁上锁
putLock.lockInterruptibly();
try {
// 如果队列中元素的数量等于队列的容量，则阻塞当前线程
while (count.get() == capacity) {
notFull.await();
}
// 执行入队操作
enqueue(node);
// 元素数量增1，返回操作前的数量
c = count.getAndIncrement();
// c+1为当前队列的元素，如果小于容量，则唤醒notFull的等待线程，触发继续入队操作
if (c + 1 < capacity)
notFull.signal();
} finally {
// 释放锁
putLock.unlock();
}
// c为入队前的元素数量，也就是入队前队列为空，则需要唤醒非空条件notEmpty的等待线程，触发出队操作
if (c == 0)
signalNotEmpty();
}
private void signalNotEmpty() {
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lock();
try {
// 唤醒出队等待的线程
notEmpty.signal();
} finally {
takeLock.unlock();
}
}
通过上面的代码，我们可以看出put(e)方法的主要流程如下：
首先生成待插入节点Node node = new Node(e)
然后尝试使用putLock上锁：如果当前无其他线程进行入队操作，则上锁成功；如果当前有其他线程进行入队操作，则进行等待，直到加锁成功；
加锁成功之后，首先进行队列容量的检查：如果元素数量等于队列容量，则无空间插入新元素，那么调用notFull.await()阻塞当前线程（当前线程被加入notFull条件的等待队列中；如果当前线程被唤醒，也需要再次检查是否有空间插入，如果没有还需要继续等待；
当队列有空间时，则调用enqueue(node)进行入队操作，将新节点node插入到链表中
入队完成后，对元素数量进行+1操作，并获取入队前的元素数量
判断当前元素数量小于队列容量时，则调用notFull.signal()唤醒一个等待入队的线程
释放锁
最后检查入队前元素数量为0，也就是队列为空时，那么此时队列不为空，则需要唤醒等待出队条件notEmpty的线程，触发出队操作，调用方法signalNotEmpty。
到这里我们已经看完了整个put(e)操作的主流程，然后我们再看下enqueue(node)操作的具体逻辑，代码如下：
private void enqueue(Node<E> node) {
// assert putLock.isHeldByCurrentThread();
// assert last.next == null;
last = last.next = node;
}
入队操作offer
在LinkedBlockingQueue中提供了两个offer重载方法，一个是offer(E e)，另外一个是offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)，两者的区别如下：
offer(E e)方法在入队时，如果当前队列有空间则直接入队，没有空间则入队失败，返回false；
offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)是带等待时间的阻塞入队方法，有空间直接入队，没有空间则等待特定的时间，如果依然无法入队，则返回false
入队操作add
在LinkedBlockingQueue中，由于继承了AbstractQueue类，所以add方法也是使用的AbstractQueue中的定义，代码如下；add方法直接调用了offer(E e)方法，并判断是否入队成功，如果入队失败则抛出异常
出队
出队操作take
我们还是先看阻塞出队方法take()的实现。
public E take() throws InterruptedException {
E x;
int c = -1;
final AtomicInteger count = this.count;
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
// 加锁
takeLock.lockInterruptibly();
try {
// 判断队列容量，如果为空则等待
while (count.get() == 0) {
notEmpty.await();
}
// 出队操作
x = dequeue();
// 队列元素数量-1，返回
c = count.getAndDecrement();
// 出队前队列元素大于1，也就是当前队列还有元素，则唤醒一个等待出队的线程
if (c > 1)
notEmpty.signal();
} finally {
// 释放锁
takeLock.unlock();
}
// 出队前队列元素等于队列容量，也就是出队后队列不满，则唤醒等待入队的线程
if (c == capacity)
signalNotFull();
return x;
}
private void signalNotFull() {
final ReentrantLock putLock = this.putLock;
putLock.lock();
try {
// 唤醒等待入队的线程
notFull.signal();
} finally {
putLock.unlock();
}
}
通过上面的代码，我们可以看出take()方法的主要流程如下：
尝试使用takeLock上锁：如果当前无其他线程进行出队操作，则上锁成功；如果当前有其他线程进行出队操作，则进行等待，直到加锁成功；
加锁成功之后，首先进行队列容量的检查：如果队列为空，则调用notEmpty.await()阻塞当前线程；如果当前线程被唤醒，也需要再次检查队列是否为空，如果为空则继续等待；
当队列不为空，则调用dequeue()进行出队操作，返回出队元素x；
出队完成后，对元素数量进行-1操作，并获取出队前的元素数量
判断当前队列中是否还有元素，如果有则调用notEmpty.signal()唤醒一个等待出队的线程
释放锁
最后检查出队前队列是否满的，如果是满的，则出队后队列不满，则需要唤醒等待入队条件notFull的线程，触发入队操作，调用方法signalNotFull
在进行出队操作时，调用dequeue()方法，下面看下该方法的具体实现，代码如下：
private E dequeue() {
// assert takeLock.isHeldByCurrentThread();
// assert head.item == null;
// 当前头结点（头结点不存储数据，第一个元素为head.next）
Node<E> h = head;
// 当前队列中第一个元素
Node<E> first = h.next;
// 原头结点设置无效
h.next = h; // help GC
// 最新的头结点指向第一个元素first
head = first;
// 获得第一个元素的值
E x = first.item;
// 将第一个元素值设置为null，第一个元素变成头结点
first.item = null;
// 返回第一个元素值
return x;
}
出队操作poll
同样的，LinkedBlockingQueue也提供了两个出队poll方法，一个是poll()，有元素则直接出队，无元素则返回null；另一个是poll(long time, TimeUnit unit)，带等待时间的出队方法，当有元素时直接出队，无元素时则等待特定时间。
出队操作remove
在LinkedBlockingQueue中，remove方法也是直接使用的父类AbstractQueue中的remove方法；方法直接调用了poll()方法，如果出队成功则返回出队元素，出队失败则抛出NoSuchElementException异常。
使用实例
生产者：
// 生产者线程
Thread producer = new Thread(() -> {
try {
queue.put("Item 1");
queue.put("Item 2");
// 队列已满，put操作将被阻塞
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
producer.start();
消费者：
// 消费者线程
Thread consumer = new Thread(() -> {
try {
String item = queue.take();
System.out.println("Consumed: " + item);
Thread.sleep(1000);
item = queue.take();
System.out.println("Consumed: " + item);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
consumer.start();
对比ArrayBlockingQueue
ArrayBlockingQueue中，使用了一个ReentrantLock lock作为入队和出队的锁，并使用两个条件notEmpty和notFull来进行线程间通信。而在本文介绍的LinkedBlockingQueue中，使用了两个锁putLock和takeLock分别作为入队和出队的锁，同样使用了两个锁的两个条件notFull和notEmpty进行线程间通信。
由于在ArrayBlockingQueue中，入队和出队操作共用了同一个锁，所以两个操作之间会有相互影响；而在LinkedBlockingQueue中，入队和出队操作分别使用不同的锁，则入队和出队互不影响，可以提供队列的操作性
参考来源：https://juejin.cn/post/7000515796053000228
