Java同步数据结构之ConcurrentLinkedQueue

Posted 2021-12-02 txmfz

前言

前面介绍的Queue都是通过Lock锁实现的阻塞队列，今天介绍一种非阻塞队列ConcurrentLinkedQueue，所谓非阻塞，其实就是通过CAS代替加锁来实现的高效的非阻塞队列。当许多线程共享对公共集合的访问时，ConcurrentLinkedQueue是一个合适的选择。与大多数其他并发集合实现一样，该类不允许使用空元素。

ConcurrentLinkedQueue是一个基于链表的无界线程安全的先进先出队列。虽然前面介绍的队列也有基于链表的实现，例如LinkedBlockingQueue以及SynchronousQueue的公平队列实现，但是ConcurrentLinkedQueue的链表实现与它们有本质的差别，LinkedBlockingQueue的链表实现存在一个虚拟head节点，以及始终指向队列最后一个节点的tail节点，但是ConcurrentLinkedQueue的head与tail则更加灵活多变，ConcurrentLinkedQueue有如下一些基本约束特性：

1.CAS入队的最后一个节点的next指向为null。
2.队列中的所有未删除节点是那些item不为null，并且都能从head节点访问到的节点，因为删除节点是通过CAS将其item引用置为null。迭代器会跳过那些item为null的节点。
3.head并不总是指向队列的第一个元素，tail也并不总是指向队列的最后一个节点。

针对ConcurrentLinkedQueue的head与tail节点，有如下一些特性：

	不变性	可变性
head	1.所有未删除的节点都可以从head节点通过succ()方法访问到 2.head不会为null 3.head节点的next不会指向自身	1.head的item可能为null，也可能不为null 2.允许tail滞后于head，即允许从head通过succ()不能访问到tail。
tail	1.最后一个节点总是可以从tail通过succ()方法访问到 2.tail不会为null	1.tail的item可能为null，也可能不为null 2.允许tail滞后于head，即允许从head通过succ()不能访问到tail。 3.tail节点的next可以指向自身，也可以不指向自身。