ConcurrentLinkedQueue-优快云博客

本文详细介绍了Java并发队列ConcurrentLinkedQueue的使用方法、特性、内存一致性及常见API用法，包括peek、poll、toArray和size方法。讨论了其线程安全、FIFO原则以及性能考量，特别关注了如何正确使用ConcurrentLinkedQueue以避免常见的同步问题。

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publicclass
ConcurrentLinkedQueue extendsAbstractQueue<E> implementsSerializableQueue<E> java.lang.Object java.util.AbstractCollection<E> java.util.AbstractQueue<E> java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue<E> ClassOverview Anunboundedthread-safequeuebasedonlinkednodes.ThisqueueorderselementsFIFO(first-in-first-out). Theheadofthequeueisthatelementthathasbeenonthequeuethelongesttime. Thetailofthequeueisthatelementthathasbeenonthequeuetheshortesttime. Newelementsareinsertedatthetailofthequeue,andthequeueretrievaloperationsobtainelementsattheheadofthequeue. AConcurrentLinkedQueueisanappropriatechoicewhenmanythreadswillshareaccesstoacommoncollection. Thisqueuedoesnotpermitnullelements. 它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先加入的，尾是最近加入的。 插入元素是追加到尾上。提取一个元素是从头提取。当多个线程共享访问一个公共collection时，ConcurrentLinkedQueue是一个恰当的选择。该队列不允许null元素。 Thisimplementationemploysanefficient"wait-free"algorithmbasedononedescribedinSimple,Fast,andPracticalNon-BlockingandBlockingConcurrentQueueAlgorithmsby. 此实现采用了有效的“无等待(wait-free)”算法，该算法基于MagedM.Michael和MichaelL.Scott合著的Simple,Fast,andPracticalNon-BlockingandBlockingConcurrentQueueAlgorithms中描述的算法。 Bewarethat,unlikeinmostcollections,thesizemethodisNOTaconstant-timeoperation.Becauseoftheasynchronousnatureofthesequeues, determiningthecurrentnumberofelementsrequiresatraversaloftheelements. 注意和大多数集合不一样。得到元素个数所花的时间是不确定。由于该队列的异步特性，确定当前的元素数量需要遍历的元素。 ThisclassanditsiteratorimplementalloftheoptionalmethodsoftheCollectionandIteratorinterfaces. 这个类和它的迭代器实现了Collection和Iterator接口的所有可选方法。 Memoryconsistencyeffects:Aswithotherconcurrentcollections, actionsinathreadpriortoplacinganobjectintoaConcurrentLinkedQueuehappen-beforeactionssubsequenttotheaccessorremovalofthatelementfromtheConcurrentLinkedQueueinanotherthread. 内存一致性效果：和其他并发集合一样。把一个元素放入到队列的线程的优先级高与对元素的访问和移除的线程。 有三个函数需要注意的： Epeek() Getsbutdoesnotremovetheelementattheheadofthequeue. Epoll() Getsandremovestheelementattheheadofthequeue,orreturnsnullifthereisnoelementinthequeue. public<T>T[]toArray(T[]a) 返回以恰当顺序包含此队列所有元素的数组；返回数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。如果指定的数组能容纳队列，则将该队列返回此处。否则，将分配一个具有指定数组的运行时类型和此队列大小的新数组。 如果指定的数组能容纳队列，并有剩余的空间（即数组的元素比队列多），那么会将紧接队列尾部的元素设置为null。 像toArray()方法一样，此方法充当基于数组的API与基于collection的API之间的桥梁。更进一步说，此方法允许对输出数组的运行时类型进行精确控制，在某些情况下，这可以用来节省分配开销。 假定x是只包含字符串的一个已知队列。以下代码用来将该队列转储到一个新分配的String数组： String[]y=x.toArray(newString[0]); 注意，toArray(newObject[0])和toArray()在功能上是相同的。 指定者： 接口Collection<E>中的toArray 覆盖： 类AbstractCollection<E>中的toArray 参数： a-将用来存储队列元素的数组（如果该数组足够大）；否则，将为此分配一个具有相同运行时类型的新数组 返回： 包含此队列所有元素的数组 抛出： ArrayStoreException-如果指定数组的运行时类型不是此队列中每个元素的运行时类型的超类型 NullPointerException-如果指定数组为null size publicintsize() 返回此队列中的元素数量。如果此队列包含的元素数大于Integer.MAX_VALUE，则返回Integer.MAX_VALUE。 需要小心的是，与大多数collection不同，此方法不是一个固定时间操作。由于这些队列的异步特性，确定当前的元素数需要进行一次花费O(n)时间的遍历。 指定者： 接口Collection<E>中的size 指定者： 类AbstractCollection<E>中的size 返回： 此队列中的元素数 注意1： ConcurrentLinkedQueue的.size()是要遍历一遍集合的，很慢的，所以尽量要避免用size， 如果判断队列是否为空最好用isEmpty()而不是用size来判断. 注意问题1： 使用了这个ConcurrentLinkedQueue类之后是否意味着我们不需要自己进行任何同步或加锁操作了呢？ 我在网上找到了这个：<a target="_blank" rel="nofollow" href="http://stackoverflow.com/questions/435069/java-util-concurrentlinkedqueue/435941" style="color:rgb(207,121,28); line-height:25px; text-decoration:none">http://stackoverflow.com/questions/435069/java-util-concurrentlinkedqueue/435941</a>//StackOverflow果然是个好地方啊…… 也就是说，如果直接使用它提供的函数，比如：queue.add(obj);或者queue.poll(obj);，这样我们自己不需要做任何同步。 但如果是非原子操作，比如： 1.if(!queue.isEmpty()){ 2.queue.poll(obj); 3.} 我们很难保证，在调用了isEmpty()之后，poll()之前，这个queue没有被其他线程修改。 所以对于这种情况，我们还是需要自己同步： 1.synchronized(queue){ 2.if(!queue.isEmpty()){ 3.queue.poll(obj); 4.} 5.} 注意问题2： 主类 Java代码 1.publicclassconn{ 2.publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ 3.Queue<String>queue=newConcurrentLinkedQueue<String>(); 4.for(inti=0;i<1000000;i++){ 5.queue.add(String.valueOf(i)); 6.} 7.intnum=10;//线程人个数 8.for(inti=0;i<num;i++){ 9.newThreadConn(queue); 10.} 11. 12.} 13.} 线程类 Java代码 1.publicclassThreadConnimplementsRunnable{ 2.Queue<String>queue; 3.publicThreadConn(Queue<String>queue){ 4.this.queue=queue; 5.Threadthread=newThread(this); 6.thread.start(); 7.} 8.publicvoidrun(){ 9.try{ 10.longsd=newDate().getTime(); 11.while(queue.poll()!=null){ 12.//这里是业务逻辑 13.} 14.System.out.println(sn-sd); 15.}catch(Exceptione){ 16.e.printStackTrace(); 17.} 18.} 19.} 测试结果如下: 启动10个线程 31 0 0 0 0 500 390 297 0 0 启动1个线程 360 10还没有1个快,如果poll这后的业务逻辑运行时间小的话,多线程序没有任何意义, 反之如果poll这后的业务逻辑运行时间相当于Thread.sleep(1);多线程确实起作用! 为什么会产生该原因？请参照《<a title="阅读全文" target="_blank" href="http://hubingforever.blog.163.com/blog/static/171040579201062941745769/" style="color:rgb(207,121,28); line-height:25px; text-decoration:none">Java非阻塞算法简介</a>》中关于“性能考虑”的介绍