Java并发编程的艺术：(6)Java 并发容器和框架之 ConcurrentLinkedQueue

在并发编程中，有时候需要使用线程安全的队列。如果要实现一个线程安全的队列有两种方式：一种是使用阻塞算法，另一种是使用非阻塞算法。使用阻塞算法的队列可以用一个锁（入队和出队用同一把锁）或两个锁（入队和出队使用不同的锁）等方式来实现。非阻塞的实现方式则可以使用循环 CAS 的方式来实现。

ConcurrentLinkedQueue 是一个机遇链接节点的*线程安全队列，它采用先进先出的规则对节点进行排序，当我们添加一个元素的时候，他会添加到队列的尾部；当我们获取一个元素时，它会返回队列头部的元素。它采用了 “wait-free” 算法（CAS）来实现，该算法在 Michael & Scott 算法基础上进行了一些修改。

ConcurrentLinkedQueue 的结构

ConcurrentLinkedQueue 由 head 节点和 tail 节点组成，每个节点（Node）由节点元素（item）和指向下一个节点（next）的引用组成，节点之间就是通过这个 next 关联起来，从而组成一张链表结构的队列。默认情况下 head 节点存储的元素为空， tail 节点等于 head 节点。

private transient volatile Node<E> tail = head;

入队列

入队列就是将入队节点添加到队列的尾部。插入的过程就是数据结构中学习的队列的操作，不过这里边在 tail 节点插入时采用了 CAS 算法保证线程安全。

出队列

出队列首先获取头节点的元素，然后判断头节点元素是否为空，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去走，如果不为空，则使用 CAS 的方法将头节点的引用设置为 null，如果 CAS 成功，则直接返回头节点的元素，如果不成功，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，需要重新获取头节点。

学过数据结构之后，这部分内容非常容易理解，ConcurrentLinkedQueue 跟普通的队列区别在于，为了保证并发下的线程安全，对队列的修改操作采用了 CAS 算法，仅此而已。

参考

《Java 并发编程的艺术》