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Java Thread Safe Queue

thread-safe한 큐들의 관계

BlockingQueue 인터페이스

• 내부 lock이나 다른 병행을 이용한 thread-safe queue 인터페이스
• 주요 사용은 생성자-소비자 큐로 사용된다. 생성자-소비자 개념은 생성자-소비자 패턴를 참고
• 하위 클래스로는 ArrayBlockingQueue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedTransferQueue, PriorityBlockingQueue, SynchronousQueue 가 있다.
• 하위 인터페이스로는 BlockingDeque<E>, TransferQueue<E>가 있다.
• 주요 메소드 메소드 행위에 대해 즉각적으로 만족하지 못하는 경우에 발생하는 결과를 포함한 메소드 분류는 [java.util.concurrent.BlockingQueue의 Summary of BlockingQueue methods](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/BlockingQueue.html)를 참고
• 주요 특징
  • null을 삽입할 수 없다. 삽입관련 method는 모두 NullPointerException를 발생시킨다.
  • 용량(capacity)가 제한되어 있다. 기본값은 Interger.MAX_VALUE(2147483647)이다. 용량이 꽉차있을 경우, put()를 호출하면 넣을 공간이 있을 때까지(용량이 꽉차지 않았을 때까지) Block한다.

  구분	ArrayBlockingQueue	DelayQueue	LinkedBlockingQueue	PriorityBlockingQueue	SynchronousQueue	LinkedTransferQueue	ConcurrentLinkedQueue
  Blocking/Non-blocking	Blocking	Blocking	Blocking	Blocking	Blocking	Blocking	Non-blocking
  capacity 제한	유	무	유/무	무	-	무	무
  기본 정렬방법	FIFO	-	FIFO	Natural ordering	-	FIFO	FIFO

ArrayBlockingQueue 클래스

• 제한이 있는 blocking 기본 행렬 기반 큐
• FIFO(first-in-first-out)
• 처음 생성할 때, capacity를 설정하고 추후에 capacity를 변경할 수 없다.
• 생성할 때, fairness 인자값에 true를 입력하지 않으면 FIFO는 보장할 수 없다. 기본적으로 FIFO는 처리량을 감소시키기 때문에 기본값은 false이다.

DelayQueue 클래스

• 제한이 없는 blocking 큐
• Delayed 인터페이스를 상속받은 클래스의 객체만 넣을 수 있다.
• delay가 만료된 객체만 삭제할 수 있다.

LinkedBlockingQueue 클래스

• 제한을 설정할 수 있는 blocking 링크 노드 기반 큐
• FIFO(first-in-first-out)

TransferQueue 인터페이스

• transfer 메소드를 사용하면 소비자가 element를 받을 때 까지 생성자는 기다린다.
• tryTransfer 메소드를 사용하면 Non-blocking, time-out 버전의 transfer를 사용할 수 있다. element를 받을 생성자가 없으면 false를 반환하거나 일정 시간 동안 element를 받을 생성자가 없으면 false를 반환한다.
• 메모리 일관성

LinkedTransferQueue 클래스

• 제한 없는 링크 노드 기반 TransferQueue
• FIFO(first-in-first-out)
• size 함수는 현재 큐의 element 개수를 정확히 알려주지 않는다. addAll, removeAll, retainAll, containsAll, equals, toArray 또한 원자적으로 행동하지 않으므로 보장할 수 없다.

PriorityBlockingQueue 클래스

• 제한 없는 non-blocking 큐
• 기본적으로 PriorityQueue의 정렬(natural ordering)를 따른다. 임의로 정렬 기준을 만들어서 적용할 수도 있다.

SynchronousQueue 클래스

• 저장 공간이 없다.
• 받아갈 소비자가 없으면 생성자에서 삽입을 blocking한다.
• 생성자에서 소비자로 데이터가 넘어갈 때 빠르다.

ConcurrentLinkedQueue 클래스

• 제한이 없는 non-blocking 링크 노드 기반 큐
• FIFO(first-in-first-out)
• size 함수는 현재 큐의 element 개수를 정확히 알려주지 않는다. addAll, removeAll, retainAll, containsAll, equals, toArray 또한 원자적으로 행동하지 않으므로 보장할 수 없다.
• 메모리 일관성