【Java岗春秋招】Java集合必备面试题

适可而止，见好就收

来源主要是牛客的Java实习面经。下面的回答直接背就可以，需要一定的Java基础，适合春招实习的同学，但是我会在每个问题下把有助于理解的博客贴出来。如果发现有问题欢迎私聊我或留言我会在下面更新

Map

1. Map的底层结构

腾讯19年秋招

这个题乍一看没有什么思路（因为Map是个集合，当然也有可能是我记错了），所以我们可以先介绍一下Map然后转到HashMap中

Map是一种使用键值对存储的集合。Map会维护与Key有关联的值。两个Key可以引用相同的对象，但Key不能重复，典型的Key是String类型，但也可以是任何对象。

在整个Map系列中，AbstractMap抽象类实现了Map，SortedMap接口继承了Map。而我们常用的HashMap，HashTable，TreeMap和ConcurrentHashMap有继承了AbstractMap类。

其中，HashTable和ConcurrentHashMap是线程安全的。前者是通过synchronized实现的，后者是通过AQS实现的。其中要注意HashTable不能存空值，HashMap是线程不安全的，key可以为空。TreeMap通过二叉树算法实现有序集合，它实现了SortedMap接口

2. HashMap的原理

阿里17年实习,小米19年秋招本科,滴滴19年秋招本科,网易19年秋招本科,bigo19年秋招本科,百度19年秋招本科

对于HashMap的构造函数来说，它有三个重要参数，分别是threshold，loadFactor和initialCapacity，根据阿里巴巴开发手册，由于默认的loadFactor是0.75，所以initialCapacity=(need/loadFactor)+1。而threshold=capacity*loadFactor。这也和阿里手册上的相对应。但是threshold在初始化时并不是容量和负载因子相乘，而是调用了一个tableSizeFor(int cap)使得阈值大于或等于初始容量的最小2的幂

• 对于HashMap的数据结构来说，底层是基于散列算法实现，散列算法分为散列再探测和拉链式。HashMap 则使用了拉链式的散列算法，即采用数组+链表来解决hash冲突，数组是HashMap的主体，链表主要用来解决哈希冲突。这个数组是Entry类型，它是HashMap的内部类，每一个Entry包含一个key-value键值对。
• 对于get方法来说，会先查找桶，如果hash值相同并且key值相同*(先判断hash，再判断equals，这也说明了为什么重写equals必须要重写hashCode)*，则返回该node节点，如果不同，则当node.next!=null时，判断是红黑树还是链表，之后根据响应方法进行查找。
• 对于keySet的遍历来说，首先要获取键集合KeySet对象，然后再通过KeySet 的迭代器KeyIterator进行遍历。KeyIterator 类继承自HashIterator类，再通过HashIterator#nextNode()进行遍历。HashIterator 的逻辑并不复杂，在初始化时，HashIterator 先从桶数组中找到包含链表节点引用的桶。然后对这个桶指向的链表进行遍历。遍历完成后，再继续寻找下一个包含链表节点引用的桶，找到继续遍历。找不到，则结束遍历
• 对于插入来说，即put方法，会调用V putVal(int, K, V, boolean, boolean) 方法执行核心逻辑
  • 插入流程，当桶数组为空时，通过resize将threshold赋值给容量。如果桶中不包含键值对节点的引用，则将插入的键值存入桶中即可；如果键的值以及节点 hash 等于链表中的第一个键值对节点时，则将 e 指向该键值对，是否要覆盖还需看onlyIfAbsent；如果桶中的引用类型为TreeNode，则调用红黑树的插入方法；如果桶中的引用为链表，则把值插入到链表尾结点，并检查链表长度，如果长度大于等于8，则把链表转为红黑树。之后再检查是否允许覆盖原值。最后一步是看size是否超过threshold，如果超过则用resize扩容
  • 对于插入时的扩容来说，HashMap按当前桶数组长度的2倍进行扩容，阈值也变为原来的2倍（如果计算过程中，阈值溢出归零，则按阈值公式重新计算）。扩容之后，要重新计算键值对的位置，并把它们移动到合适的位置上去。源码中一共有三步：
    1. 计算新桶数组的容量 newCap*(old<<1)和新阈值 newThr(oldThr<<1)*；
    2. 根据计算出的 newCap 创建新的桶数组，桶数组 table 也是在这里进行初始化的；
    3. 将键值对节点重新映射到新的桶数组里。如果节点是TreeNode类型，则需要拆分红黑树。如果是普通节点，则节点按原顺序进行分组。
  • 对于JDK8中的红黑树优化来说，树化要满足两个条件：1. 链表长度大于等于8;2. 桶数组容量大于等于 64。由于HashMap设计之初没有实现比较方法，所以在转红黑树的时候需要先比较hash，如果key实现了Comparable接口，则通过compareTo方法比较，否则通过仲裁方法比较。需要注意的是，虽然链表转换成了红黑树，但是都保留了在链表中每个节点的前置节点和后置节点。正因为如此，在红黑树拆分的中，对红黑树进行重新映射时，完全可以按照映射链表的方式进行。这样就避免了将红黑树转成链表后再进行映射，无形中提高了效率 。同时红黑树链化的时候直接转换成节点就成，方便了很多。我们需要注意，当桶(bucket)上的结点数小于6时树才转链表
  • HashMap 的删除操作并不复杂，仅需三个步骤即可完成。第一步是定位桶位置，第二步遍历链表并找到键值相等的节点，第三步删除节点。当然如果是红黑树，则在删除过程中需要重建红黑树

HashMap 的结构，为什么非线程安全，为什么容量是 2 的次幂

小米19年秋招本科

总体上，HashMap是数组+链表的形式。在JDK8中，当链表中元素数目超过8个，就会自动转为红黑树，进一步提高查找效率

• 之所以说HashMap是非线程安全的，一方面是并发操作的时候会引起数据不一致。第二点就是在多线程环境中put时的rehash会造成元素之间会形成一个循环链表*(JDK7)*。
• 之所以是2的次幂，是因为在查找桶的时候会通过(n - 1) & hash 来取模，(其中n-1是长度)。如果是容量是2次幂的话用&可以代替&，效率更高。同时再hash的过程中(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)会将原来的hash异或右移16位的hash，原因是因为当容量不超过16位时，也能利用上原来hash后的高位的值

详细说一下 Hashmap 的 put 过程

pdd19年秋招本科

插入链表的时候是后插

关于put方法，前面原理有细说

1.7和1.8的区别

• hash方法不同，8中使用了hashCode^hashCode>>>16，而7中只扰动了四次

• put方法不同，7中只是链表，8中又加了红黑树。最主要的是8中引入了红黑树

• 扩容方式也不同，对于链表来说，JDK7扩容时是直接重新把元素hash之后put到新桶之中，而JDK8是先将链表分组，然后放到新桶之中。具体分组方式是计算节点的hash & oldCap，如果为0则放入loHead和lotail中，反之则放入hiHead和hiTail中，之后把这两条分好组的链表放入新桶中

3. 如何用HashMap实现Redis

科大讯飞19年秋招本科

众所周知，Redis底层映射了一个大的数据表就是Hash，这个题超出了我的想象范围

4. HashMap和TreeMap的区别

pdd19年秋招本科

• TreeMap在继承了AbstractMap的基础上，又实现了SortMap接口。所以TreeMap是按照一定规则排过序的。 它默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。同时在JDK1.8中也是用的红黑树进行排序。同时，TreeMap的key不能为空，value可以为空。比较器Comparator要么在创建时指定，要么key需要实现Comparable接口的compareTo方法

• HashMap因为没有排序所以要更快，它的key和value都可以为空

5. LinkedHashMap应用场景

pdd19年秋招

• LinkedHashMap继承了HashMap，同时在红黑树的基础上增加了一条双向链表，解决了 HashMap 不能随时保持遍历顺序和插入顺序一致的问题。 除此之外，LinkedHashMap 对访问顺序也提供了相关支持。在一些场景下，该特性很有用，比如缓存或者其他先来后到的场景。在实现上，LinkedHashMap 很多方法直接继承自 HashMap，仅为维护双向链表覆写了部分方法
• 至于应用场景，可以通过LinkedHashMap实现一个LRU策略的缓存。LinkedHashMap中有一个方法为afterNodeInsert()，该方法会在节点处插入后删除一个节点，而要删除存活时间最长的节点的条件则通过我们自己覆盖方法removeEldestEntry，我们可以根据节点数量判断是否移除最近最少被访问的节点，或者根据节点的存活时间判断是否移除该节点等

6. 讲一下ConcurrentHashMap

字节跳动秋招，阿里19年实习，阿里19年秋招本科，pdd19年实习，滴滴19年秋招本科，bigo19年秋招本科

这个题即和集合相关，又和并发相关。并发中没有说，放到这里来细说

ConcurrentHashMap有一个特别的字段sizeCtl，主要用来控制table的初始化和扩容的操作，不同的值有不同的含义。当为负数时：-1代表正在初始化，-N代表有N-1个线程正在 进行扩容；当为0时：代表当时的table还没有被初始化；当为正数时：表示初始化或者下一次进行扩容的大小

对于JDK1.8来说，它每次锁只是锁了链表或者红黑树的头结点，大大地降低了锁的粒度。其基本的数据节点是Node，它就是一个链表，但是只允许对数据进行查找，不允许进行修改。TreeNode继承与Node，但是数据结构换成了二叉树结构，它是红黑树的数据的存储结构，用于红黑树中存储数据。TreeBin类用来封装TreeNode，提供转换黑红树的一些条件和锁的控制。和HashMap一样，ConcurrentHashMap是在第一次put的时候初始化容量的

在put时，会对当前的table进行无条件自循环直到put成功，可以分成以下六步流程来概述

1. 如果没有初始化就先调用initTable()方法来进行初始化过程
2. 如果没有hash冲突就直接CAS插入
3. 如果还在进行扩容操作就先进行扩容，通过helpTransfer()调用多线程一起扩容，真正的扩容方法是transfer()，通过参数ForwardingNode支持扩容操作，将已处理的节点和空节点置为ForwardingNode，并发处理时多个线程经过ForwardingNode就表示已经遍历了，就往后遍历
4. 如果存在hash冲突，就加锁来保证线程安全，这里有两种情况，一种是链表形式就直接遍历到尾端插入，一种是红黑树就按照红黑树结构插入，
5. 最后一个如果该链表的数量大于阈值8，就要先转换成黑红树的结构，break再一次进入循环
6. 如果添加成功就调用addCount（）方法统计size，并且检查是否需要扩容

对于get来说，可以分为三个步骤来描述

1. 计算hash值，定位到该table索引位置，如果是首节点符合就返回
2. 如果遇到扩容的时候，会调用标志正在扩容节点ForwardingNode的find方法，查找该节点，匹配就返回
3. 以上都不符合的话，就往下遍历节点，匹配就返回，否则最后就返回null

看过源码吗？说一下1.7和1.8的结构

• 在JDK1.7的时候，ConcurrentHashMap采用分段锁对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。Segment继承了ReentrantLock，默认有16个Segment，允许16个线程并发执行，Segment由于采用位运算，所以个数永远是2的N次方，最大值为65536*(2^16)*。每个Segment维护一个桶数组。
  • 对于put来说，需要进行两次hash来定位数据的储存位置。 从上Segment的继承体系可以看出，Segment实现了ReentrantLock,也就带有锁的功能，当执行put操作时，会进行第一次key的hash来定位Segment的位置，如果该Segment还没有初始化，即通过CAS操作进行赋值，然后进行第二次hash操作，找到相应的HashEntry的位置，这里会利用继承过来的锁的特性，在将数据插入指定的HashEntry位置时（链表的尾端），会通过继承ReentrantLock的tryLock（）方法尝试去获取锁，如果获取成功就直接插入相应的位置，如果已经有线程获取该Segment的锁，那当前线程会以自旋的方式去继续的调用tryLock（）方法去获取锁，超过指定次数就挂起，等待唤醒
  • 对于get来说，ConcurrentHashMap的get操作跟HashMap类似，只是ConcurrentHashMap第一次需要经过一次hash定位到Segment的位置，然后再hash定位到指定的HashEntry，遍历该HashEntry下的链表进行对比，成功就返回，不成功就返回null
  • 对于size放来来说，因为他是并发操作的，就是在计算size的时候，他还在并发的插入数据，可能会导致计算出来的size和你实际的size有相差（在你return size的时候，插入了多个数据），要解决这个问题，JDK1.7版本用两种方案。1. 是使用不加锁的模式去尝试多次计算ConcurrentHashMap的size，最多三次，比较前后两次计算的结果，结果一致就认为当前没有元素加入，计算的结果是准确的； 2. 如果第一种方案不符合，他就会给每个Segment加上锁，然后计算ConcurrentHashMap的size返回
• JDK1.8 摒弃了Segment的概念，而是直接用Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。（JDK1.6以后 对 synchronized锁做了很多优化）整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap，虽然在JDK1.8中还能看到 Segment 的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本

总的来说，1.7和1.8有以下区别

1. JDK1.8的实现降低锁的粒度，JDK1.7版本锁的粒度是基于Segment的，包含多个HashEntry，而JDK1.8锁的粒度就是HashEntry（首节点）
2. JDK1.8版本的数据结构变得更加简单，使得操作也更加清晰流畅，因为已经使用synchronized来进行同步，所以不需要分段锁的概念，也就不需要Segment这种数据结构了，由于粒度的降低，实现的复杂度也增加了
3. JDK1.8使用红黑树来优化链表，基于长度很长的链表的遍历是一个很漫长的过程，而红黑树的遍历效率是很快的，代替一定阈值的链表，这样形成一个最佳拍档
4. JDK1.8为什么使用内置锁synchronized来代替重入锁ReentrantLock，我觉得有以下几点
   • 因为粒度降低了，在相对而言的低粒度加锁方式，synchronized并不比ReentrantLock差，在粗粒度加锁中ReentrantLock可能通过Condition来控制各个低粒度的边界，更加的灵活，而在低粒度中，Condition的优势就没有了
   • JVM的开发团队从来都没有放弃synchronized，而且基于JVM的synchronized优化空间更大，使用内嵌的关键字比使用API更加自然
   • 在大量的数据操作下，对于JVM的内存压力，基于API的ReentrantLock会开销更多的内存，虽然不是瓶颈，但是也是一个选择依据

为什么它是线程安全的

小米19年秋招本科

之所以是线程安全，1. 是因为在对ConCurrentHashMap进行操作时候是通过synchronized 和 CAS来保证的，它的锁粒度是针对于每一个Node节点的。2. 内部定义了一些静态变量如sizeCtl等来使多个线程检查是否正在初始化，如果在初始化则调用Thread.yield()方法。3. 同时，对于扩容来说，如果hash之后等于MOVED，则在1.8中会使用多个线程来一起扩容，同时当在进行数组扩容的时候，如果当前节点还没有被处理（也就是说还没有设置为fwd节点），那就可以进行设置操作。如果该节点已经被处理了，则当前线程也会加入到扩容的操作中去。4. 对于put时，没有hash冲突，则使用CAS插入，如果产生hash冲突，则此时应该要加锁(锁的是链表或者红黑树的头结点)

7. HashMap和HashTable

• 线程是否安全： HashMap 是非线程安全的，HashTable 是线程安全的；HashTable 内部的方法基本都经过synchronized 修饰，是表锁。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧！）
• 效率： 因为线程安全的问题，HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代码中使用它
• 对Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为 null。。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null，直接抛出 NullPointerException
• 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ： ①创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小（HashMap 中的tableSizeFor()方法保证，下面给出了源代码）。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是2的幂次方
• 底层数据结构： JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制

Set

7. 说一下set

猪场19年秋招本科

Set是一种不允许重复的集合，不会有多个元素引用相同的对象。同时，从结构上来说，Set继承了Collection，和Collection有同样的方法。Set内部基本都是有Map实现的。主要有三种：

• HashSet（无序，唯一）: 基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素
• LinkedHashSet： LinkedHashSet 继承于 HashSet，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的
• TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树)

Set和List的区别

• Set和List都继承了Collection接口，但是Set和Collection的方法一样，List比Collection多了几个方法
• List特点的元素可重复；但是Set的元素不可重复，重复元素会覆盖掉
• List支持下标和迭代器遍历，但是Set只能通过迭代器遍历
• List有序，但Set是一个无序容器，无法保证每个元素的存储顺序，可TreeSet通过Comparator或者 Comparable维护了一个排序顺序

8. 说一下HashSet

阿里19年秋招

HashSet的底层是基于HashMap实现的，除了 clone()、writeObject()、readObject()是 HashSet 自己不得不实现之外，其他方法都是直接调用 HashMap 中的方法

HashSet检查重复的方法是： 当把对象加入HashSet时，HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，同时也会与其他加入的对象的hashcode值作比较，如果没有相符的hashcode，HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同hashcode值的对象，这时会调用equals()方法来检查hashcode相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet就不会让加入操作成功，如果有一个不同，则加入成功

在将对象存储在 HashSet 之前，要先确保对象重写 equals()和 hashCode()方法，这样才能比较对象的值是否相等，以确保set中没有储存相等的对象。如果我们没有重写这两个方法，将会使用这个方法的默认实现，默认的hashCode比较的是对象的地址，这样对业务来说非常不友好

HashSet的应用场景

华为19年社招

快速查找并且唯一的集合场景

9. TreeSet和HashSet区别

滴滴19年秋招本科

• TreeSet是通过TreeMap实现的，HashSet是通过HashMap实现的
• Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值。HashSet可以放入null值
• TreeSet和HashSet一样，也有排序，HashMap没有排序，HashMap的性能比TreeSet的性能略高

List

10. 说一下list

猪场19年秋招本科

• 元素有放入顺序，元素可重复
• 有三个常用的类ArrayList，LinkedList和Vector，其中Vector是线程安全的

11. ArrayList的底层原理？怎么扩容？

网易19年秋招本科

ArrayList底层是用Object数组实现，有三个构造方法，一个有参，参数是初始容量。一个无参。最后一个是通过Collection集合构造。ArrayList的默认容量是10

对于插入来说，有两种方式，一种是在尾部插入，另一种是在指定位置插入。在尾部插入时，先检查是否扩容，然后再调用elementData[size++] = e将元素插入数组的尾部；第二种情况是在指定位置插入时，先检查是否扩容，然后将index之后的所有元素向后移一位，最后将新元素插入index处

对于ArrayList的扩容机制来说，当空间用完*(minCapacity>element.length)，其会按照原数组空间的1.5倍进行扩容(如果1.5倍还不够，就按明确要求的尺寸扩容)*。一般扩容之前需要调用add()方法，首先调用了ensureCapacityInternal(size + 1) 。需要强调的是，如果我们已知将要插入大量数据时，可以先调用 ensureCapacity() 方法来提前扩大容量。

ArrayList还具有手动缩容的办法，如果在大量插入又大量删除之后，我们可以考虑调用trimToSize()来缩容。

在ArrayList我们需要知道在add，toArray等方法中都用到了System.arraycopy()和Arrays.copyOf()方法

• 在调用add进行指定位置插入时会调用System.arraycopy()方法：System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);

  elementData:源数组;index:源数组中的起始位置;elementData：目标数组；index + 1：目标数组中的起始位置； size - index：要复制的数组元素的数量；

• 在调用toArray方法的时候，会调用Object[] Arrays.copyOf(elementData, size);方法。可以通过该方法对原数组进行扩容

• Arrays.copyOf底层使用System.arraycopy()实现的 。arraycopy() 需要目标数组，将原数组拷贝到你自己定义的数组里或者原数组，而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置 copyOf() 是系统自动在内部新建一个数组，并返回该数组

12. ArrayList如何变得线程安全

华为19年社招

• 调用Collections.synchronizedList(list)
• 为ArrayList的方法加上锁
• 使用CopyOnWriteArrayList
• 使用ThreadLocal

13. ArrayList&LinkedList

pdd19年秋招本科，京东19年秋招本科

• 都是线程不安全的， ArrayList使用在查询比较多o(1)，但是插入和删除o(n-i)比较少的情况，而LinkedList用在查询o(n)比较少而插入删除o(n)*(n是因为需要定位)*比较多的情况 。
• LinkedList底层使用的是双向链表(JDK6之前是双向循环链表)
• LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)方法)
• ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）

15. ArrayList的源码各种方法

滴滴19年秋招本科

根据第11题对ArrayList源码的分析，经常使用的方法有

• add()，先检查是否需要扩容，扩容时的miniCapacity为size+1，如果容量小于miniCapacity，则将容量扩大到1.5倍
• remove()。如果参数是下标的话，则删除该下标的值，如果参数是元素的话，则删除指定元素，若元素重复，则只删除下标最小的元素
• toArray()，底层通过System#arraycopy()方法实现，这个方法贯穿了add，remove方法
• ensureCapacity()，提前手动扩容，在插入大量数据之前使用
• trimToSize()，手动缩容，在ArrayList中数组有大量浪费空间时使用

Queue

16. 了解什么队列

滴滴19年秋招本科

这个题本应该在并发中说的，因为队列往往和线程池相关。线程池常用的三种阻塞队列是ArrayBlockingQueue，LinkedBlockingQueue和SynchronousQueue。BlockingQueue不接受空值

• ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小
• LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE
• synchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务

queue里面都有什么方法

根据JDK11文档的描述：queue中的方法有四种形式，分别是抛出异常，返回特殊值，无限期阻塞当前队列知道操作成功，在放弃之前只阻塞给定的最大时间限制

Summary of BlockingQueue methods

	Throws exception	Special value	Blocks	Times out
Insert	{add(e)}	{offer(e)}	{put(e)}	{offer(e, time, unit)}
Remove	{remove()}	{poll()}	{take()}	{ poll(time, unit)}
Examine	{element()}	{peek()}	not applicable	not applicable

常用的方法有offer,put,add和poll

对于ArrayBlockingQueue来说，

手写下阻塞队列

这里还是让写生产者消费者模型，Java用的Condition实现的

public class MyBlockQueue {
    //队列容器
    private List<Integer> container = new ArrayList<>();
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    //Condition
    //  队列为空
    private Condition isNull = lock.newCondition();
    // 队列已满
    private Condition isFull = lock.newCondition();
    private volatile int size;
    private volatile int capacity;

    ZerahBlockQueue(int cap) {
        this.capacity = cap;
    }
        
    public void add(int data) {
        try {
            lock.lock();
            try {
                while (size >= capacity) {
                    System.out.println("队列已满，释放锁，等待消费者消费数据");
                    isFull.await();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                isFull.signal();
                e.printStackTrace();
            }
            ++size;
            container.add(data);
            isNull.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int take(){
        try {
            lock.lock();
            try {
                while (size == 0){
                    System.out.println("阻塞队列空了，释放锁，等待生产者生产数据");
                    isNull.await();
                }
            }catch (InterruptedException e){
                isFull.signal();
                e.printStackTrace();
            }
            --size;
            int res = container.get(0);
            container.remove(0);
            isFull.signal();
            return res ;
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

附Java集合容器思维导图