簡介

ConcurrentLinkedQueue是一個基於鏈表結點的無界線程安全隊列。

概述

隊列順序，為FIFO(first-in-first-out)；隊首元素，是當前排隊時間最長的；隊尾元素，當前排隊時間最短的。新元素，從隊尾插入；檢索元素，從隊首開始，Node的next屬性保證從隊首能遍歷到所有的有效元素。由於此隊列使用Node的next屬性聯接在一起，因此不允許有null元素。

隊列的實現具有非阻塞，弱一致性，滯後更新等特點。

隊列維護兩個指針，head指針和tail指針，一開始，head和tail都指向“啞巴”結點（Node的item屬性為空），新結點從尾部插入，隊列向後增長，然而，tail並不總是指向尾部（隊列中最後一個元素），head也並不總是指向頭部（隊列中第一個有效元素）。

head和tail的更新是獨立的，也就是說，tail指針很可能比head指針指向更靠前的結點（當然，此結點是已刪除結點，下次更新tail結點後，又跑到head結點後面或同一個），這保證了插入和刪除的獨立性。

hop，跳，指的是head或tail結點與第一個或最後一個結點的距離，大於等於2時更新。

新元素入隊時，最後一個結點的next域為null，隊列中的所有未刪除結點的item域不能為null且從head都可以在O(N)時間內遍歷到；對於要刪除的結點，不是將其引用直接置為null，而是將其item域先置為null(叠代器在遍歷時會跳過item為null的結點)；允許head和tail滯後更新，即前文提到的head/tail指針並非總是指向隊列的頭/尾節點。

head結點（head指針指向的結點）的next域不能指向該結點自身，tail結點的next域可以指向該結點自己。

源碼解析

Node

1         volatile E item; // 元素內容
2         volatile Node<E> next; // 指向下一個結點

頭結點和尾結點

1     private transient volatile Node<E> head; // 頭結點
2     private transient volatile Node<E> tail; // 尾結點

入隊

 1
 
     public boolean offer(E e) {
 2         checkNotNull(e); // 為空，拋出異常
 3         final Node<E> newNode = new Node<E>(e);
 4 
 5         for (Node<E> t = tail, p = t;;) { // t作為tail的快照，p指向t結點
 6             Node<E> q = p.next; // q是p的next結點
 7             if (q == null) { // q為null，說明p是最後一個結點，可以直接插入
 8                 if (p.casNext(null, newNode)) { // 設置新結點為p的next結點
 9                     if (p != t) // 兩跳，更新tail結點
10                         casTail(t, newNode); // 失敗，表示其他線程更新成功了
11                     return true; // 返回
12                 }
13             } else if (p == q) // p結點的next域指向了它自己，此操作在更新head結點時發生，表明此結點及其之前的結點已被刪除
14                 p = (t != (t = tail)) ? t : head; // 如果tail結點已被其他線程更新，則p指向t(tail)結點，否則（tail指針指向已被刪除的結點），p指向head結點，跳到頭部，指向活著的結點
15             else
16                 p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q; // p指向它的next結點（q），並在2跳時檢查tail結點是否更新，如果更新，則指向tail結點
17         }
18     }

初始隊列

【JUC源碼解析】ConcurrentLinkedQueue