ConcurrentLinkedQueue是一个基于链表的无界线程安全队列,非阻塞实现方式,先进先出,适合高并发的场景。

非阻塞的性能较好,采用CAS,避免加锁的时间,保证数据一致性。

采用“wait-free”算法实现。

(此部分源码看的比较吃力,很多不懂的地方,还有很多不知道的地方,希望不要误导读者,有好的文章之类的,希望能推荐下,谢谢)

定义

ConcurrentLinkedQueue继承AbstractQueue,实现 Queue, Serializable接口。内部通过链表实现。

ConcurrentLinkedQueue链表节点Node的数据item是volatile类型的,next节点也是volatile类型的。

默认构造一个空的ConcurrentLinkedQueue,head=tail= new Node(null)

源码分析

jdk1.7.0_71

add(E)方法

添加元素到队列尾部,实现是用offer,下面会说offer方法。

1
2
3
public boolean add(E e) {
return offer(e);
}

offer(E)方法

添加元素到队列尾部。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
public boolean offer(E e) {
checkNotNull(e);
//创建新节点
final Node<E> newNode = new Node<E>(e);

//循环开始,tail赋值给t,t赋值给p,此处是死循环,保证该入队操作能够一直重试,直到入队成功
for (Node<E> t = tail, p = t;;) {
//p的next赋值给q
Node<E> q = p.next;
//如果q是null,说明tail的next是null,tail指向的是队列尾部,所以tail的next应该始终是null,此处表示p是最后一个节点
if (q == null) {
// p是尾节点,则p的next节点是要入队列的节点
//cas操作,若失败表示其他线程对尾节点进行了修改,重新循环
//将p(p指向tail)的next指向新节点,若成功,进入if语句
if (p.casNext(null, newNode)) {
//cas操作成功后,判断p是否等于t,p不等于t,设置newNode为新的尾节点,p不等于t表示什么?(此处有不明白,希望高手帮帮忙。)
if (p != t) // hop two nodes at a time
casTail(t, newNode); // Failure is OK.
return true;
}
// p和q相等(这部分不是太理解,希望高手帮忙下)
}
else if (p == q)
// We have fallen off list. If tail is unchanged, it
// will also be off-list, in which case we need to
// jump to head, from which all live nodes are always
// reachable. Else the new tail is a better bet.
p = (t != (t = tail)) ? t : head;
else
// Check for tail updates after two hops.
p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q;
}
}

poll()方法

删除并返回头部元素

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
public E poll() {
//设置循环标记
restartFromHead:
for (;;) {
for (Node<E> h = head, p = h, q;;) {
E item = p.item;
//表头数据不为null,cas操作设置表头数据为null成功进入if
if (item != null && p.casItem(item, null)) {
//p不等于h,队列头发生了变化,更新队列头为p,返回原来队列头的item
if (p != h) // hop two nodes at a time
updateHead(h, ((q = p.next) != null) ? q : p);
return item;
}
//队列头下一个节点为null,更新头尾p返回null
else if ((q = p.next) == null) {
updateHead(h, p);
return null;
}
else if (p == q)
continue restartFromHead;
else
p = q;
}
}
}

peek()方法

返回队列头部的元素,跟poll方法类似

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
public E peek() {
restartFromHead:
for (;;) {
for (Node<E> h = head, p = h, q;;) {
E item = p.item;
if (item != null || (q = p.next) == null) {
updateHead(h, p);
return item;
}
else if (p == q)
continue restartFromHead;
else
p = q;
}
}
}

size()方法

需要遍历队列,不推荐使用,尽量使用isEmpty()

1
2
3
4
5
6
7
8
9
public int size() {
int count = 0;
for (Node<E> p = first(); p != null; p = succ(p))
if (p.item != null)
// Collection.size() spec says to max out
if (++count == Integer.MAX_VALUE)
break;
return count;
}

参考

http://www.infoq.com/cn/articles/ConcurrentLinkedQueue

http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3498995.html