Java并发ConcurrentLinkedQueue源码学习与总结

今天来学习Java中支持并发的链表队列ConcurrentLinkedQueue。ConcurrentLinkedQueue特点

重点说在前面，先直接说根据源码总结出来的重点，然后再来分析，ConcurrentLinkedQueue主要特写如下：

底层数据结构是基于链表的无边界的队列，采用的是FIFO(先进先出)原则排序，使用CAS方式实现线程安全。

属性与构造介绍

ConcurrentLinkedQueue的属性与构造函数如下图：

属性就两个head、tail，由这两个属性来组成ConcurrentLinkedQueue的底层链表结构。head与tail的类型都是内部类Node，Node中有属性item和next，item表示当前Node对象存储的值，next表示当前Node对象的下一个Node对象。

底层是链表结构的容器前面已经分析了很多个了，底层链表的实现都是这样，一个节点存储一条数据。

在上图中最下面的代码是ConcurrentLinkedQueue的无参构造函数，可以看到基本没有做任何的初始化，只初始化了一个item等于null的Node对象赋值给head和tail。

入队方法

容器最关键的就是入队和出队方法，首先来看入队方法，方法源码如下图：

入队方法最终都是调用offer方法，offer方法第一步就是验证入队对象是否为null，所以ConcurrentLinkedQueue不支持存储null对象。

入队方法实际上主要是靠两步循环调用来实现：

第一步是找到队列中的尾结点；

第二步是尝试把新new出来的节点设置到尾结点的next属性中，如果设置成功那就成功了，如果设置失败则再次调用执行第一步；

总结来说就是：找尾结点、更新尾结点，更新失败就再来一次。

出队方法

出队方法源码如下图：

出队方法代码也比较简单，就是拿到头结点判断他的item不等于null（所以容器不支持保存null数据）并且采用CAS方式修改节点的item为null，修改成功则出队成功。

出队方法实际上就是从头结点遍历链表，只要遍历节点的item不为null就尝试设置为null，设置成功了就表示获取到当前的item了，设置失败则说明其他线程已经修改了。

出队、入队方法中都有p==q的代码，也就是当前节点与他的子节点是同一个对象的情况，而出现的原因就在于出队方法中的updateHead方法，它会把老节点的next指向他自己，通过这样处理可以是节点离开链表，不能设置为null是因为其他线程拿到会认为是尾结点。

总结

前面还学习了很对阻塞队列，其中一些队列与ConcurrentLinkedQueue的功能很像，并且底层实现也很像。只不过阻塞队列是通过加锁来保证线程安全并阻塞线程，而ConcurrentLinkedQueue是通过CAS方式实现，而CAS方式实现就会出现多个线程修改同一处数据的问题，需要考虑到各种特殊情况。

所以ConcurrentLinkedQueue在一些关键地方做了特殊处理，比如更新头结点的时候老的头结点自己指向了自己，而出队、入队都要对这种情况进行处理。

由于会出现多线程更新，所以方法里出现很多多层验证。

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