1. 核心概念简述

在 Java 的 BlockingQueue 体系中，有界（Bounded）与无界（Unbounded）主要指的是队列存储容量（Capacity）的限制策略：

  • 有界队列：在创建时必须指定一个固定的最大容量。当队列元素数量达到该容量时，生产者线程如果继续尝试插入元素，将会被阻塞（put操作）或失败（add/offer操作），直到队列中有空位。
  • 无界队列：通常指容量设置为 Integer.MAX_VALUE 的队列。虽然理论上也是“有界”的（受限于内存），但在实际应用中，其容量远超一般任务处理量，因此被称为“无界”。在这种情况下，生产者几乎永远不会因为队列满而被阻塞。

2. 原理与源码关键点

这一区别最典型的代表是 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。

ArrayBlockingQueue（典型的有界队列）

基于数组实现，创建时必须传入 capacity 参数。

// ArrayBlockingQueue 构造函数
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
    if (capacity <= 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    this.items = new Object[capacity]; // 必须指定大小
    // ...
}

LinkedBlockingQueue（可选的有界/无界队列）

基于链表实现。如果构造时不传大小，默认容量为 Integer.MAX_VALUE，此时表现为“无界”；如果传入大小，则表现为“有界”。

// LinkedBlockingQueue 构造函数
public LinkedBlockingQueue() {
    this(Integer.MAX_VALUE); // 默认无界
}

public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
    if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
    this.capacity = capacity;
    last = head = new Node<E>(null);
}

3. 生产环境考量：OOM 与 稳定性

在面试中，这一点是区分“背书”与“实战经验”的关键：

  1. 内存溢出（OOM）风险：
    • 使用无界队列（如默认的 LinkedBlockingQueue 或 Executors.newFixedThreadPool 创建的队列）时，如果消费者的处理速度跟不上生产者的生产速度，队列中的任务会无限堆积，最终导致 Heap 内存耗尽，抛出 OutOfMemoryError。
    • 阿里巴巴 Java 开发手册明确禁止使用 Executors 去创建线程池，正是因为其默认使用了无界队列。
  2. 背压（Backpressure）机制：
    • 有界队列提供了一种天然的保护机制。当系统过载时，队列满了会阻塞生产者或拒绝新任务（配合线程池的拒绝策略），从而保护系统不被压垮，这是一种“快速失败”或“自我保护”的策略。
  3. 吞吐量：
    • ArrayBlockingQueue 在入队和出队时使用同一把锁，而 LinkedBlockingQueue 使用了两把锁（putLock 和 takeLock），实现了入队和出队的分离。因此，在并发度极高的场景下，LinkedBlockingQueue（即使设置为有界）的吞吐量通常优于 ArrayBlockingQueue。

4. 总结与示例

回答总结： “有界与无界的核心区别在于容量限制。有界队列限制了最大任务数，能防止内存溢出，提供系统自我保护；无界队列容量近似无限，容易在生产快于消费时导致 OOM。在生产环境中，为了系统稳定性，强烈建议优先使用有界队列，并根据业务量合理设置大小。”

代码示例：

// 推荐：使用有界队列，容量为 100
BlockingQueue<Runnable> boundedQueue = new ArrayBlockingQueue<>(100);

// 慎用：默认无界队列，容量为 Integer.MAX_VALUE
BlockingQueue<Runnable> unboundedQueue = new LinkedBlockingQueue<>();

// 线程池中的应用
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    10, 20, 60L, TimeUnit.SECONDS,
    new ArrayBlockingQueue<>(1000), // 使用有界队列防止 OOM
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);