Java多生产者多消费者场景下最优性能线程安全队列如何选择？

首先先明确一个前提：ConcurrentSkipListSet不是队列实现，是有序去重的Set结构，本身不满足队列常规的FIFO语义，如果你只是需要通用队列能力可以直接排除它，仅当你的业务需要有序、去重的特殊消费规则时再考虑。

以下是不同维度的可选方案和性能特点：

JDK内置队列方案 #

• ConcurrentLinkedQueue：无界非阻塞队列，基于CAS实现无锁操作，入队出队时间复杂度都是O(1)，内存占用低，多生产者多消费者场景下无锁竞争开销，适合对延迟敏感、队列长度没有固定上限的场景。缺点是不支持阻塞等待逻辑，消费者轮询空队列会产生空转CPU损耗。
• LinkedBlockingQueue：可选有界/无界阻塞队列，采用读写分离锁实现，入队、出队操作各自持锁，并发性能比读写共用一把锁的ArrayBlockingQueue高30%以上，是业务开发中最常用的阻塞队列实现，缺点是链表节点的内存开销比数组结构高。
• LinkedTransferQueue：JDK1.7+提供的无界阻塞队列，同时支持直接传输和缓冲存储两种模式，无论有没有等待的消费者，性能都比LinkedBlockingQueue高一倍以上，内存占用也更低，是JDK内置阻塞队列里性能最优的实现。
• SynchronousQueue：无缓冲阻塞队列，生产的元素必须等待消费者立即消费，没有存储能力，吞吐量极高，适合元素生产后需要立即被消费的场景，Executors.newCachedThreadPool默认就是用这个队列实现。

第三方高性能队列方案 #

如果JDK内置队列的性能无法满足你的要求，可以考虑工业界广泛验证的高性能开源实现：

• Disruptor：LMAX开源的无锁环形队列，基于内存预分配、缓存行填充、CAS操作实现，吞吐量比JDK内置队列高1~2个数量级，延迟稳定几乎没有波动，没有额外的垃圾回收开销，非常适合低延迟高吞吐的核心业务场景。缺点是属于有界队列，需要提前指定容量，API使用比JDK原生队列稍复杂。
• JCTools并发队列：专门做高并发数据结构的开源库，提供了MpmcArrayQueue（多生产者多消费者）等多种场景优化的队列实现，性能比JDK同类型队列高50%以上，API完全兼容JDK原生队列规范，迁移成本极低。

选型建议 #

• 不需要引入第三方依赖的场景：不需要阻塞语义选ConcurrentLinkedQueue，需要阻塞语义选LinkedTransferQueue
• 对性能有极致要求的场景：有界场景优先选Disruptor，兼容JDK API优先选JCTools的MpmcArrayQueue

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user14774749