并发编程进阶之手写阻塞队列的Java高级开发架构师课程总结

# 1. 并发编程基础回顾

## 1.1 理解并发编程的重要性

并发编程是指程序具备同时处理多个任务的能力，它在提高程序效率和性能方面具有重要作用。随着多核处理器的普及，充分利用并发编程能力已成为开发人员的必备技能。

## 1.2 并发编程的基本概念回顾

在并发编程中，关键概念包括线程、进程、同步、互斥、死锁、并发等。了解这些概念对于设计和实现高性能并发系统至关重要。

## 1.3 Java中的线程和线程安全性概念

在Java中可以通过Thread类或者实现Runnable接口来创建线程，同时要注意线程间的共享资源访问需要保证线程安全，可以通过锁、原子类、并发集合等机制来实现。

以上就是第一章的内容，后续章节将更深入地讨论并发编程的各个方面。

# 2. 阻塞队列概述与设计思路

- **2.1 什么是阻塞队列及其应用场景**

在并发编程中，阻塞队列是一种支持两个基本操作（入队和出队）的数据结构，具有以下特点：当队列为空时，出队操作将会阻塞直到队列中有新元素；当队列已满时，入队操作将会阻塞直到队列有空闲位置。

阻塞队列通常用于线程间通信，其应用场景包括生产者-消费者模式、任务调度等。

- **2.2 阻塞队列的基本特性**

阻塞队列的基本特性包括线程安全、FIFO（先进先出）原则、阻塞等待、有界或无界等。线程安全性是阻塞队列最基本的要求，保证多线程环境下的数据安全；FIFO原则指出先进队列的元素将会先被消费；阻塞等待指在特定条件下，线程的入队或出队操作可能会阻塞；有界或无界指队列是否有容量限制。

- **2.3 阻塞队列的设计思路与选型**

在设计阻塞队列时，需要考虑数据结构的选择（如数组、链表）、线程安全性实现（如使用锁或CAS操作）、入队和出队操作的处理逻辑（如是否需要等待通知机制）等因素。常见的阻塞队列实现包括ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等，根据具体场景选择合适的队列类型进行应用。

# 3. 手写简单阻塞队列

在本章中，我们将介绍如何手写一个基本的阻塞队列，并深入讨论处理入队和出队操作的细节，以及线程安全性及性能考量。

#### 3.1 实现一个基本的阻塞队列

首先，让我们来实现一个简单的阻塞队列，该队列具有基本的入队和出队功能。我们使用数组作为队列的底层实现，并使用`ReentrantLock`和`Condition`来实现线程间的协调和同步。

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CustomBlockingQueue<T> {
    private final Object[] items;
    private final ReentrantLock lock;
    private final Condition notFull;
    private final Condition notEmpty;
    private int count;
    private int putIndex;
    private int takeIndex;

    public CustomBlockingQueue(int capacity) {
        items = new Object[capacity];
        lock = new ReentrantLock();
        notFull = lock.newCondition();
        notEmpty = lock.newCondition();
    }

    public void put(T item) throws InterruptedException