【JUC源码解析】ConcurrentLinkedQueue
简介
ConcurrentLinkedQueue是一个基于链表结点的无界线程安全队列。
概述
队列顺序，为FIFO(first-in-first-out)；队首元素，是当前排队时间最长的；队尾元素，当前排队时间最短的。新元素，从队尾插入；检索元素，从队首开始，Node的next属性保证从队首能遍历到所有的有效元素。由于此队列使用Node的next属性联接在一起，因此不允许有null元素。
队列的实现具有非阻塞，弱一致性，滞后更新等特点。
队列维护两个指针，head指针和tail指针，一开始，head和tail都指向“哑巴”结点（Node的item属性为空），新结点从尾部插入，队列向后增长，然而，tail并不总是指向尾部（队列中最后一个元素），head也并不总是指向头部（队列中第一个有效元素）。
head和tail的更新是独立的，也就是说，tail指针很可能比head指针指向更靠前的结点（当然，此结点是已删除结点，下次更新tail结点后，又跑到head结点后面或同一个），这保证了插入和删除的独立性。
hop，跳，指的是head或tail结点与第一个或最后一个结点的距离，大于等于2时更新。
新元素入队时，最后一个结点的next域为null，队列中的所有未删除结点的item域不能为null且从head都可以在O(N)时间内遍历到；
对于要删除的结点，不是将其引用直接置为null，而是将其item域先置为null(迭代器在遍历时会跳过item为null的结点)；允许head和tail滞后更新，即前文提到的head/tail指针并非总是指向队列的头/尾节点。
head结点（head指针指向的结点）的next域不能指向该结点自身，tail结点的next域可以指向该结点自己。
源码解析
Node
1 volatile E item; // 元素内容 2 volatile Node<E> next; // 指向下一个结点
头结点和尾结点
1 private transient volatile Node<E> head; // 头结点 2 private transient volatile Node<E> tail; // 尾结点
入队
1 public boolean offer(E e) { 2 checkNotNull(e); // 为空，抛出异常 3 final Node<E> newNode = new Node<E>(e); 4 5 for (Node<E> t = tail, p = t;;) { // t作为tail的快照，p指向t结点 6 Node<E> q = p.next; // q是p的next结点 7 if (q == null) { // q为null，说明p是最后一个结点，可以直接插入 8 if (p.casNext(null, newNode)) { // 设置新结点为p的next结点 9 if (p != t) // 两跳，更新tail结点 10 casTail(t, newNode); // 失败，表示其他线程更新成功了 11 return true; // 返回 12 } 13 } else if (p == q) // p结点的next域指向了它自己，此操作在更新head结点时发生，表明此结点及其之前的结点已被删除 14 p = (t != (t = tail)) ? t : head; // 如果tail结点已被其他线程更新，则p指向t(tail)结点，否则（tail指针指向已被删除的结点），p指向head结点，跳到头部，指向活着的结点 15 else 16 p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q; // p指向它的next结点（q），并在2跳时检查tail结点是否更新，如果更新，则指向tail结点 17 } 18 }
初始队列
一开始，head和tail指针均指向“哑元”结点。
分支一，tail指向最后一个结点，直接插入
插入前
插入后
分支二，tail指向倒数第二个结点
插入前
向后推进，直至达到插入的条件
插入结点，并更新tail指针
分支三，tail滞后于head
插入前
情景1
tail指针未被其他线程更新
插入后
情景2
tail指针被其他线程更新
插入后
分支三的来历
A和B结点被删除，B结点next域指向自己，head指针更新至结点C
C结点被删除，head指针指向不变
接着，D结点被删除，head指针更新至结点E，此时，tail结点滞后于head结点，下图即为分支三初始情况
出队
1 public E poll() { 2 restartFromHead: for (;;) { 3 for (Node<E> h = head, p = h, q;;) { // h作为head的快照，p指向h结点 4 E item = p.item; // 获取p的item 5 6 if (item != null && p.casItem(item, null)) { // 如果item不为null, 表示此结点还未删除，尝试将其删除 7 if (p != h) // 两跳，更新一次head结点 8 updateHead(h, ((q = p.next) != null) ? q : p); 9 return item; // 返回此结点item 10 } else if ((q = p.next) == null) { // 否则，表示此结点已被删除，则查看其next结点是否存在 11 updateHead(h, p); // 若不存在，则更新head指针指向该结点 12 return null; // 并返回null 13 } else if (p == q) // 如果此结点已被删除，并且其next结点不为null，而是指向了自己，表示别的线程已经更新了head指针，为了找到有效结点，则从头开始（转向新的head结点） 14 continue restartFromHead; 15 else // 如果此结点已被删除，并且其next结点存在，向后推进，寻找未被删除结点 16 p = q; 17 } 18 } 19 }
分支一，head结点未被删除
删除前
删除后
分支二，head结点已被删除，且其next结点不存在
删除后，不变
或者
删除后
分支三，head结点已被删除，并且其next结点存在，并非指向自己
删除前
向后推进
删除后，且更新head结点
分支四，如果此结点已被删除，并且其next结点不为null，而是指向了自己，表示别的线程已经更新了head指针，如分支三
初始，同分支三删除前
向后推进p指针时，其他线程抢先删除结点，并更新了head指针，同分支三删除后
此时，应从头开始，重新获取head指针，进行后续操作。
行文至此结束。
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