13. ConcurrentLinkedQueue （循环CAS）
应用场景：
按照适用的并发强度从低到高排列如下：
- LinkedList/ArrayList 非线程安全，不能用于并发场景（List的方法支持栈和队列的操作，因此可以用List封装成stack和queue）；
- Collections.synchronizedList 使用wrapper class封装，每个方法都用synchronized(mutex:Object)做了同步
- LinkedBlockingQueue 采用了锁分离的设计，避免了读/写操作冲突，且自动负载均衡，可以有界。BlockingQueue在生产-消费模式下首选【Iterator安全，不保证数据一致性】
- ConcurrentLinkedQueue 适用于高并发读写操作，理论上有最高的吞吐量，无界，不保证数据访问实时一致性，Iterator不抛出并发修改异常，采用CAS机制实现无锁访问。
综上：
- 在并发的场景下，如果并发强度较小，性能要求不苛刻，且锁可控的场景下，可使用Collections.synchronizedList，既保证了数据一致又保证了线程安全，性能够用；
- 在大部分高并发场景下，建议使用 LinkedBlockingQueue ，性能与 ConcurrentLinkedQueue 接近，且能保证数据一致性；
- ConcurrentLinkedQueue 适用于超高并发的场景，但是需要针对数据不一致采取一些措施。
源码分析
offer(E e)
public boolean offer(E e) {
checkNotNull(e);
//创建入队节点
final Node<E> newNode = new Node<E>(e);
//t为tail节点，p为尾节点，默认相等，采用失败即重试的方式，直到入队成功
for (Node<E> t = tail, p = t; ; ) {
//获得p的下一个节点
Node<E> q = p.next;
// 如果下一个节点是null,也就是p节点就是尾节点
if (q == null) {
//将入队节点newNode设置为当前队列尾节点p的next节点
if (p.casNext(null, newNode)) {
//判断tail节点是不是尾节点，也可以理解为如果插入结点后tail节点和p节点距离达到两个结点
if (p != t)
//如果tail不是尾节点则将入队节点设置为tail。
// 如果失败了，那么说明有其他线程已经把tail移动过
casTail(t, newNode);
return true;
}
}
// 如果p节点等于p的next节点，则说明p节点和q节点都为空，表示队列刚初始化，所以返回 head节点
else if (p == q)
p = (t != (t = tail)) ? t : head;
else
//p有next节点，表示p的next节点是尾节点，则需要重新更新p后将它指向next节点
p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q;
}
}
即定位出尾节点=>CAS入队=>重新定位tail节点。
poll( )
public E poll() {
// 设置起始点
restartFromHead:
for (; ; ) {
//p表示head结点，需要出队的节点
for (Node<E> h = head, p = h, q; ; ) {
//获取p节点的元素
E item = p.item;
//如果p节点的元素不为空，使用CAS设置p节点引用的元素为null
if (item != null && p.casItem(item, null)) {
if (p != h) // hop two nodes at a time
//如果p节点不是head节点则更新head节点，也可以理解为删除该结点后检查head是否与头结点相差两个结点，如果是则更新head节点
updateHead(h, ((q = p.next) != null) ? q : p);
return item;
}
//如果p节点的下一个节点为null，则说明这个队列为空，更新head结点
else if ((q = p.next) == null) {
updateHead(h, p);
return null;
}
//结点出队失败，重新跳到restartFromHead来进行出队
else if (p == q)
continue restartFromHead;
else
p = q;
}
}
}
即获取head节点的元素 => 判断head节点元素是否为空=>如果为空，表示另外一个线程已经进行了一次出队操作将该节点的元素取走=>如果不为空，则使用CAS的方式将head节点的引用设置成null=>如果CAS成功，则直接返回head节点的元素=>如果CAS不成功，表示另外一个线程已经进行了一次出队操作更新了head节点，导致元素发生了变化，需要重新获取head节点=>如果p节点的下一个节点为null，则说明这个队列为空（此时队列没有元素，只有一个伪结点p），则更新head节点。
特点
- 访问操作采用了无锁设计
- Iterator的弱一致性，即不保证Iteartor访问数据的实时一致性（与current组的成员与COW成员类似）
- 并发offer/poll
注意事项
size操作需要遍历整个队列，且如果此时queue正在被修改，size可能返回不准确的数值（仍然是无法保证数据一致性），这是一个非常耗时的操作，判断队列是否为空建议使用isEmpty()。如果需要保证数据一致性，频繁获取集合对象的size，最好不使用concurrent族的成员。
批量操作（bulk operations like addAll,removeAll,equals）无法保证原子性，因为不保证实时性，且没有使用独占锁的设计。例如，在执行addAll的同时，有另外一个线程通过Iterator在遍历，则遍历的线程可能只看到一部分新增的数据。
ConcurrentLinkedQueue 没有实现BlockingQueue接口。当队列为空时，take方法返回null，此时consumer会需要处理这个情况，consumer会循环调用take来保证及时获取数据，此为busy waiting，会持续消耗CPU资源。
与 LinkedBlockingQueue 的对比
- LinkedBlockingQueue 采用了锁分离的设计，put、get锁分离，保证两种操作的并发；
- 当队列为空/满时，某种操作会被挂起；
- 两者的Iterator都不不保证数据一致性，Iterator遍历的是Iterator创建时已存在的节点，创建后的修改不保证能反应出来。
- LinkedBlockingQueue 的size是在内部用一个AtomicInteger保存，执行size操作直接获取此原子量的当前值，时间复杂度O(1)。
ConcurrentLinkedQueue 的size操作需要遍历（traverse the queue），因此比较耗时，时间复杂度至少为O(n),建议使用isEmpty()。
