ConcurrentLinkedQueue와 LinkedBlockingQueue

ConcurrentLinkedQueue와 LinkedBlockingQueue는 모두 큐(Queue) 자료구조로, 멀티스레드 환경에서 사용되는 안전한 큐 구현체입니다. 두 클래스는 각각의 특징에 따라 서로 다른 사용 사례에 적합합니다. 아래에서 각각에 대해 설명드리겠습니다.

ConcurrentLinkedQueue

• Non-blocking Queue, Lock-free, CAS(Compare and Swap) 방식 동작하여 여러 스레드가 동시에 큐에 접근 가능
• 큐에 꺼낼 원소가 없다면 즉시 리턴하여 다른 일을 수행
• 생산자- 소비자 패턴에서 소비자가 많고 생산자가 하나인 경우 적합

CAS(Compare and Swap)

• Non-blocking 알고리즘에서 주로 사용되는 원자적 연산으로 멀티 스레드 환경에서 동시성 문제를 해결하는데 유용
• 경쟁상태를 방지하면서 락을 사용하지 않고 여러 스레드가 데이터를 안전하게 수정
• CAS는 실패할 경우 계속 반복해서 시도하여 스핀락을 발생시킬 수 있다.

LinkedBlockingQueue

• blocking Queue, 스레드가 큐에서 가져갈 원소가 없는 경우 대기
• 기본적으로 큐에 저장할 수 있는 데이터의 최대 용량을 지정 가능
• 생산자-소비자 패턴에서 생산자와 소비자가 같은 수로 상호작용하는 경우 적합

public class ConcurrentLinkedQueueTest {

    @Test
    void testConcurrentPoll() throws InterruptedException, ExecutionException {
        int count = 1000;
        Queue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

        ForkJoinPool fj = new ForkJoinPool(4);
        fj.submit(() -> {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                queue.offer(atomicInteger.getAndIncrement());
            }
        }).get();
        
        assertEquals(count, queue.size());
        
        // 큐에서 원소를 꺼내서 예상 값과 일치하는지 확인
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            assertEquals(i, queue.poll());
        }
    }
}