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并发编程ConcurrentLinkedQueue使用示例详解

这篇文章主要为大家介绍了并发编程ConcurrentLinkedQueue使用示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue是非阻塞线程安全的队列,适用于高并发的场景。是一个基于链接节点的无界线程安全队列,按照 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。队列元素中不可以放置null元素(内部实现的特殊节点除外)

ConcurrentLinkedQueue原理
  • ConcurrentLinked是由链表结构组成的线程安全的先进先出无界队列。
  • 当多线程要共享访问集合时,ConcurrentLinkedQueue是一个比较好的选择。
  • 不允许插入null元素
  • 支持非阻塞地访问并发安全的队列,不会抛出ConcurrentModifiationException异常。
  • size方法不是准确的,因为在统计集合的时候,队列可能正在添加元素,导致统计不准。
  • 批量操作addAll、removeAll、retainAll、containsAll、equals和toArray不保证原子性(操作不可分割)
  • 添加元素happen-before其他线程移除元素。
ConcurrentLinkedQueue类继承AbstractQueue抽象类

具有队列的功能;实现了Queue接口,可作为队列使用。

  • ConcurrentLinkedQueue继承于AbstractQueue。
  • ConcurrentLinkedQueue内部是通过链表来实现的。同时包含链表的头节点head和尾节点tail。
  • ConcurrentLinkedQueue按照 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。元素都是从尾部插入到链表,从头部开始返回。
  • ConcurrentLinkedQueue的链表Node中的next的类型是volatile,而且链表数据item的类型也是volatile。ConcurrentLinkedQueue就是通过volatile来实现多线程对竞争资源的互斥访问的。
  • 其中head节点存放链表第一个item为null的节点,tail则并不是总指向最后一个节点
ConcurrentLinkedQueue操作方法
private transient volatile Node head;
private transient volatile Node tail;
public ConcurrentLinkedQueue() {
    head = tail = new Node(null);
}

构造函数中,新建了一个“内容为null的节点”,并设置表头head和表尾tail的值为新节点。 head和tail是volatile类型,具有volatile赋予的含义:“即对一个volatile变量的读,总是能看到(任意线程)对这个volatile变量最后的写入”。

private static class Node {
    volatile E item;
    volatile Node next;
    Node(E item) {
        UNSAFE.putObject(this, itemOffset, item);
    }
}

Node是单向链表节点,next指向下一个Node,item用于存储数据。Node中操作节点数据的API,是通过Unsafe机制的CAS函数实现的;例如casNext()是通过CAS函数“比较并设置节点的下一个节点”。

1、添加

以add(E e)为例对ConcurrentLinkedQueue中的添加

public boolean add(E e) {
  return offer(e);
}

add()实际上是调用的offer()来完成添加操作的;offer(E e)的作用就是将元素e添加到链表的末尾。

2、删除

poll():在链表头部获取并且移除一个元素

poll()的作用就是删除链表的表头节点,并返回被删节点对应的值。

3、peek操作

peek操作是获取链表头部一个元素(只读取不移除)。

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