是否存在有界无锁阻塞队列？答案

【问题标题】：Is there a bounded lock-free blocking queue?是否存在有界无锁阻塞队列？
【发布时间】：2026-01-31 03:25:01
【问题描述】：

目前我们有 LinkedBlockingQueue 和 ConcurrentLinkedQueue。

LinkedBlockingQueue 可以有界，但它使用锁。

ConcurrentLinkedQueue 不使用锁，但它没有限制。而且它不会阻塞，这使得投票变得困难。

显然，我不能有一个既阻塞又无锁（无等待或非阻塞或其他）的队列。我不要求学术定义。

有谁知道队列实现主要是无锁（不在热路径中使用锁）、空时阻塞（无需忙于等待）和有界（满时阻塞）？也欢迎非堆解决方案。

我听说过 LMAX Disruptor，但它看起来一点也不像队列。

我也很高兴知道非通用解决方案（Single-Producer-Single-Consumer、SPMC、MPSC）

如果没有已知的实现，我也很高兴知道可能的算法。

【问题讨论】：

如果您描述了您的问题域，它可能会使这个问题更加“不可关闭”。现在你只是在寻求外部资源。
JDK 没有提供这样的队列实现：(1) 大部分是无锁的，(2) 不需要忙等待，(3) 有界。 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue 满足（2）和（3），ConcurrentLinkedQueue 只满足（1）。而我想要的是一个能够满足所有这些需求的队列。如果没有实现，也欢迎提供算法描述。按照LMAX的说法，disruptor ring buffer似乎满足了一切，但它看起来不像队列，相信底层算法可能很难实现队列。
我的意思是解释一下您正在使用哪种域。您的问题中明确了对性能队列的要求。至于 LMAX 破坏者，您需要以更广泛的方式将其整合到您的架构中。毕竟，它不是 Queue 的直接替代品。
我在问一个非常具体的问题。即具有某些活性属性的队列。就像，是否可以问，是否可以在 O(n) 中对列表进行排序，或者是否有可以在 O(n) 中对列表进行排序并且易于使用的库。我说必须有一个吗？如果你知道有一个，那么这个问题并不是没有用的，因为我们知道我们可以做一些事情。如果你知道不可能（即自相矛盾），那就证明吧，这个问题也不是没用的，因为现在我们知道我们不能做某事。
您要求外部资源，这是关闭问题的基础之一（如果您看不到，目前有 3 个关闭投票）。您还让以否定的方式回答这个问题变得非常不可能，因为“不，没有这样的队列”将是一个相当大胆的声明。你不能接受你问了一个不好的问题并继续前进吗？如果我处于你的位置，我会在网上搜索，而不是在 SO 上进行一对一的交流。注意：您可以问“是否可以在 O(n) 中排序”，但要求图书馆这样做是题外话。

标签： java concurrency

【解决方案1】：

无锁数据结构使用原子读写（例如compare-and-swap）来消除对锁的需求。自然，这些数据结构永远不会阻塞。

您描述的是一个使用无锁机制进行非阻塞调用的队列，例如remove() 具有非空队列，同时使用锁来阻塞例如remove() 在空队列中。

您可能会意识到这是不可能实现的。例如，如果您要在弹出操作之后查看队列是否实际上是空的，然后继续阻塞，当您阻塞时，队列可能已经有一个或多个由另一个线程插入的项目。

【讨论】：

是的，我认为如果队列中剩下（接近）0 个项目，线程可以阻塞是完全合理的，并且当队列（接近）满时显然同样适用。我只是不认为 FAST PATH 上必须有任何潜在的阻塞操作。还是确实有一些不可能的原因？比如Single Producer Single Consumer的情况下，也许生产者和消费者可以更新自己的指针，互不影响（在快速路径中）？