ConcurrentLinkedQueue
基于链接节点的无界线程安全队列。此队列对元素进行 FIFO（先进先出）排序。队列的头部是在队列中时间最长的元素。队列的尾部是在队列中时间最短的元素。新元素被插入到队列的尾部，队列检索操作获取队列头部的元素。ConcurrentLinkedQueue当许多线程将共享对公共集合的访问时，A是一个合适的选择。与大多数其他并发集合实现一样，此类不允许使用null元素。
此实现采用了一种有效的非阻塞 算法
用例
import java.util.concurrent.*;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ConcurrentLinkedQueue queue = new ConcurrentLinkedQueue();
queue.offer("1");
System.out.println("offer后，队列是否空？" + queue.isEmpty());
System.out.println("从队列中poll：" + queue.poll());
System.out.println("pool后，队列是否空？" + queue.isEmpty());
}
}
属性
// 链表头节点
private transient volatile Node<E> head;
// 链表尾节点
private transient volatile Node<E> tail;
内部类Node
private static class Node<E> {
volatile E item;
volatile Node<E> next;
/**
* Constructs a new node. Uses relaxed write because item can
* only be seen after publication via casNext.
*/
Node(E item) {
UNSAFE.putObject(this, itemOffset, item);
}
boolean casItem(E cmp, E val) {
return UNSAFE.compareAndSwapObject(this, itemOffset, cmp, val);
}
void lazySetNext(Node<E> val) {
UNSAFE.putOrderedObject(this, nextOffset, val);
}
boolean casNext(Node<E> cmp, Node<E> val) {
return UNSAFE.compareAndSwapObject(this, nextOffset, cmp, val);
}
// Unsafe mechanics
private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
private static final long itemOffset;
private static final long nextOffset;
static {
try {
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class<?> k = Node.class;
itemOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(k.getDeclaredField("item"));
nextOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(k.getDeclaredField("next"));
} catch (Exception e) {
throw new Error(e);
}
}
}
入队
在此队列的尾部插入指定元素。
public boolean offer(E e) {
checkNotNull(e);//是null则抛出异常
final Node<E> newNode = new Node<E>(e);
for (Node<E> t = tail, p = t;;) {初始p指针和t指针都指向尾节点
Node<E> q = p.next;
if (q == null) {//q为null,则代表p为尾节点,则将p.next指向新节点
// p is last node
if (p.casNext(null, newNode)) {
if (p != t) // hop two nodes at a time
casTail(t, newNode); // Failure is OK.
return true;
}
// Lost CAS race to another thread; re-read next
}
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;
}
}
获取到当前尾节点p=tail：
如果p.next=null,代表是真正的尾节点，将新节点链入p.next=newNode。此时检查tail是否还是p,如果不是p了，此时更新tail为最新的newNode（只有在tail节点后面tail.next成功添加的元素才不需要更新tail，其实更新不更新tail是交替的，即每添加俩次更新一次tail）。
如果p.next=p,此时其实是p.nextpnull，此时代表p被删除了，此时需要从新的tail节点检查，如果此时tail节点还是原来的tail（原来的tail在p前面，肯定也被删除了），那就只能从head节点开始遍历了
如果p.next!=null,代表有别的线程抢先添加元素了，此时需要继续p=p.next遍历获取是null的节点（此时需要如果tail变了就使用新的tail往后遍历）
出队
poll出队：
获取到当前头节点p=head：如果成功设置了item为null,即p.catItem(item,null),
如果此时被其他线程抢走消费了，此时需要p=p.next,向后继续争抢消费，直到成功执行p.catItem(item,null),此时检查p是不是head节点，如果不是更新p.next为头结点
总结
offer：
找到尾节点，将新节点链入到尾节点后面,tail.next=newNode,
由于多线程操作，所以拿到p=tail后cas操作执行p.next=newNode可能由于被其他线程抢去而执行不成功，此时需要p=p.next向后遍历，直到找到p.next=null的目标节点。继续尝试向其后面添加元素，添加成功后检查p是否是tail,如果不是tail,则更新tail=p，添加不成功继续向后next遍历
poll:
获取到当前头节点p=head：如果成功设置了item为null,即p.catItem(item,null),
如果此时被其他线程抢走消费了，此时需要p=p.next,向后继续争抢消费，直到成功执行p.catItem(item,null),此时检查p是不是head节点，如果不是更新头结点head=p.next(因为p已经删除了)
更新tail和head:
不是每次添加都更新tail,而是间隔一次更新一次（head也是一样道理）：第一个抢到的线程拿到tail执行成功tail.next=newNode1此时不更新tail,那么第二个线程再执行成功添加p.next=newNode2会判断出p是newNode1而不是tail，所以就更新tail为newNode2。
tail节点不总是最后一个，head节点不总是第一个设计初衷：
让tail节点永远作为队列的尾节点，这样实现代码量非常少，而且逻辑非常清楚和易懂。但是这么做有个缺点就是每次都需要使用循环CAS更新tail节点。如果能减少CAS更新tail节点的次数，就能提高入队的效率。