Java ブロッキング キューの動作原理

Javaのブロッキングキューは、スレッドの待ち/通知メカニズムに基づいています。ブロッキングキューは、固定サイズの配列を内部に保持します。キューがいっぱいになると、生成スレッドはキューに空きができるまでブロックされます。キューが空になると、消費スレッドはキューに利用可能な要素ができるまでブロックされます。

ブロッキングキューは内部のロックと条件変数を用いてスレッドの待ちと通知を実現しています。キューが一杯のとき、put()メソッドを呼び出す producer スレッドはキューのロックを取得し、キューがいっぱいかどうか調べます。キューがいっぱいの場合は、producer スレッドはブロックされ、ロックを解放し、待ち状態になります。別のスレッドがキューから要素を取り出すために take() メソッドを呼び出すと、consumer スレッドのブロックが解除され、実行が再開されることが通知されます。同様に、キューが空のとき、take() メソッドを呼び出す consumer スレッドは、新しい要素がキューに追加されるまでブロックされます。

ブロッキングキューの実装は、配列、リンクリストなどの異なるデータ構造を使用でき、実装の詳細は若干異なる場合があります。ただし、基本的な原理は、スレッド間の協調を実現するために、スレッドの待機/通知メカニズムに基づいています。