并發(fā)容器之ConcurrentLinkedQueue

原創(chuàng)文章&經(jīng)驗總結(jié)&從校招到A廠一路陽光一路滄桑

詳情請戳www.codercc.com

image

1.ConcurrentLinkedQueue簡介

在單線程編程中我們會經(jīng)常用到一些集合類毕箍,比如ArrayList,HashMap等磨淌,但是這些類都不是線程安全的類宏蛉。在面試中也經(jīng)常會有一些考點奥吩,比如ArrayList不是線程安全的时捌,Vector是線程安全亏吝。而保障Vector線程安全的方式店诗,是非常粗暴的在方法上用synchronized獨占鎖裹刮,將多線程執(zhí)行變成串行化。要想將ArrayList變成線程安全的也可以使用Collections.synchronizedList(List<T> list)方法ArrayList轉(zhuǎn)換成線程安全的庞瘸,但這種轉(zhuǎn)換方式依然是通過synchronized修飾方法實現(xiàn)的捧弃,很顯然這不是一種高效的方式,同時擦囊,隊列也是我們常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)违霞,為了解決線程安全的問題,Doug Lea大師為我們準(zhǔn)備了ConcurrentLinkedQueue這個線程安全的隊列瞬场。從類名就可以看的出來實現(xiàn)隊列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈?zhǔn)健?/p>

1.1 Node

要想先學(xué)習(xí)ConcurrentLinkedQueue自然而然得先從它的節(jié)點類看起买鸽,明白它的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Node類的源碼為:

private static class Node<E> {
        volatile E item;
        volatile Node<E> next;
        .......
}

Node節(jié)點主要包含了兩個域:一個是數(shù)據(jù)域item贯被,另一個是next指針癞谒,用于指向下一個節(jié)點從而構(gòu)成鏈?zhǔn)疥犃小2⑶叶际怯胿olatile進(jìn)行修飾的刃榨,以保證內(nèi)存可見性(關(guān)于volatile可以看這篇文章)弹砚。另外ConcurrentLinkedQueue含有這樣兩個成員變量:

private transient volatile Node<E> head;
private transient volatile Node<E> tail;

說明ConcurrentLinkedQueue通過持有頭尾指針進(jìn)行管理隊列。當(dāng)我們調(diào)用無參構(gòu)造器時枢希,其源碼為:

public ConcurrentLinkedQueue() {
    head = tail = new Node<E>(null);
}

head和tail指針會指向一個item域為null的節(jié)點,此時ConcurrentLinkedQueue狀態(tài)如下圖所示:

如圖桌吃,head和tail指向同一個節(jié)點Node0,該節(jié)點item域為null,next域為null苞轿。

1.ConcurrentLinkedQueue初始化狀態(tài).png

1.2 操作Node的幾個CAS操作

在隊列進(jìn)行出隊入隊的時候免不了對節(jié)點需要進(jìn)行操作茅诱,在多線程就很容易出現(xiàn)線程安全的問題“嶙洌可以看出在處理器指令集能夠支持CMPXCHG指令后瑟俭,在java源碼中涉及到并發(fā)處理都會使用CAS操作(關(guān)于CAS操作可以看這篇文章的第3.1節(jié)),那么在ConcurrentLinkedQueue對Node的CAS操作有這樣幾個:

//更改Node中的數(shù)據(jù)域item   
boolean casItem(E cmp, E val) {
    return UNSAFE.compareAndSwapObject(this, itemOffset, cmp, val);
}
//更改Node中的指針域next
void lazySetNext(Node<E> val) {
    UNSAFE.putOrderedObject(this, nextOffset, val);
}
//更改Node中的指針域next
boolean casNext(Node<E> cmp, Node<E> val) {
    return UNSAFE.compareAndSwapObject(this, nextOffset, cmp, val);
}

可以看出這些方法實際上是通過調(diào)用UNSAFE實例的方法契邀,UNSAFE為sun.misc.Unsafe類摆寄,該類是hotspot底層方法,目前為止了解即可,知道CAS的操作歸根結(jié)底是由該類提供就好微饥。

2.offer方法

對一個隊列來說逗扒,插入滿足FIFO特性,插入元素總是在隊列最末尾的地方進(jìn)行插入欠橘,而染丶纭(移除)元素總是從隊列的隊頭。所有要想能夠徹底弄懂ConcurrentLinkedQueue自然而然是從offer方法和poll方法開始肃续。那么為了能夠理解offer方法黍檩,采用debug的方式來一行一行的看代碼走。另外始锚,在看多線程的代碼時刽酱,可采用這樣的思維方式:

單個線程offer
多個線程offer
部分線程offer,部分線程poll
----offer的速度快于poll
--------隊列長度會越來越長疼蛾,由于offer節(jié)點總是在對隊列隊尾肛跌,而poll節(jié)點總是在隊列對頭,也就是說offer線程和poll線程兩者并無“交集”察郁,也就是說兩類線程間并不會相互影響衍慎,這種情況站在相對速率的角度來看,也就是一個"單線程offer"
----offer的速度慢于poll
--------poll的相對速率快于offer皮钠,也就是隊頭刪的速度要快于隊尾添加節(jié)點的速度稳捆,導(dǎo)致的結(jié)果就是隊列長度會越來越短,而offer線程和poll線程就會出現(xiàn)“交集”麦轰,即那一時刻就可以稱之為offer線程和poll線程同時操作的節(jié)點為 臨界點 乔夯,且在該節(jié)點offer線程和poll線程必定相互影響。根據(jù)在臨界點時offer和poll發(fā)生的相對順序又可從兩個角度去思考:1. 執(zhí)行順序為offer-->poll-->offer款侵,即表現(xiàn)為當(dāng)offer線程在Node1后插入Node2時末荐,此時poll線程已經(jīng)將Node1刪除,這種情況很顯然需要在offer方法中考慮新锈; 2.執(zhí)行順序可能為:poll-->offer-->poll甲脏,即表現(xiàn)為當(dāng)poll線程準(zhǔn)備刪除的節(jié)點為null時(隊列為空隊列),此時offer線程插入一個節(jié)點使得隊列變?yōu)榉强贞犃?/p>

先看這么一段代碼:

1. ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
2. queue.offer(1);
3. queue.offer(2);

創(chuàng)建一個ConcurrentLinkedQueue實例妹笆,先offer 1块请,然后再offer 2。offer的源碼為:

public boolean offer(E e) {
1.    checkNotNull(e);
2.    final Node<E> newNode = new Node<E>(e);

3.    for (Node<E> t = tail, p = t;;) {
4.        Node<E> q = p.next;
5.        if (q == null) {
6.            // p is last node
7.            if (p.casNext(null, newNode)) {
                // Successful CAS is the linearization point
                // for e to become an element of this queue,
               // and for newNode to become "live".
8.                if (p != t) // hop two nodes at a time
9.                    casTail(t, newNode);  // Failure is OK.
10.                return true;
            }
            // Lost CAS race to another thread; re-read next
        }
11.        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.
12.            p = (t != (t = tail)) ? t : head;
           else
            // Check for tail updates after two hops.
13.            p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q;
    }
}

單線程執(zhí)行角度分析

先從單線程執(zhí)行的角度看起拳缠,分析offer 1的過程墩新。第1行代碼會對是否為null進(jìn)行判斷,為null的話就直接拋出空指針異常窟坐,第2行代碼將e包裝成一個Node類海渊,第3行為for循環(huán)绵疲,只有初始化條件沒有循環(huán)結(jié)束條件,這很符合CAS的“套路”切省,在循環(huán)體CAS操作成功會直接return返回最岗,如果CAS操作失敗的話就在for循環(huán)中不斷重試直至成功帕胆。這里實例變量t被初始化為tail朝捆,p被初始化為t即tail。為了方便下面的理解懒豹,p被認(rèn)為隊列真正的尾節(jié)點芙盘,tail不一定指向?qū)ο笳嬲奈补?jié)點,因為在ConcurrentLinkedQueue中tail是被延遲更新的脸秽,具體原因我們慢慢來看儒老。代碼走到第3行的時候,t和p都分別指向初始化時創(chuàng)建的item域為null记餐,next域為null的Node0驮樊。第4行變量q被賦值為null,第5行if判斷為true片酝,在第7行使用casNext將插入的Node設(shè)置成當(dāng)前隊列尾節(jié)點p的next節(jié)點囚衔,如果CAS操作失敗,此次循環(huán)結(jié)束在下次循環(huán)中進(jìn)行重試雕沿。CAS操作成功走到第8行练湿,此時p==t,if判斷為false,直接return true返回审轮。如果成功插入1的話肥哎,此時ConcurrentLinkedQueue的狀態(tài)如下圖所示:

2.offer 1后隊列的狀態(tài).png

如圖,此時隊列的尾節(jié)點應(yīng)該為Node1,而tail指向的節(jié)點依然還是Node0,因此可以說明tail是延遲更新的疾渣。那么我們繼續(xù)來看offer 2的時候的情況篡诽,很顯然此時第4行q指向的節(jié)點不為null了,而是指向Node1,第5行if判斷為false,第11行if判斷為false,代碼會走到第13行榴捡。好了杈女,再插入節(jié)點的時候我們會問自己這樣一個問題?上面已經(jīng)解釋了tail并不是指向隊列真正的尾節(jié)點薄疚,那么在插入節(jié)點的時候碧信,我們是不是應(yīng)該最開始做的就是找到隊列當(dāng)前的尾節(jié)點在哪里才能插入?那么第13行代碼就是找出隊列真正的尾節(jié)點街夭。

定位隊列真正的對尾節(jié)點

p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q;

我們來分析一下這行代碼砰碴,如果這段代碼在單線程環(huán)境執(zhí)行時,很顯然由于p==t,此時p會被賦值為q,而q等于Node<E> q = p.next板丽,即Node1呈枉。在第一次循環(huán)中指針p指向了隊列真正的隊尾節(jié)點Node1趁尼,那么在下一次循環(huán)中第4行q指向的節(jié)點為null,那么在第5行中if判斷為true,那么在第7行依然通過casNext方法設(shè)置p節(jié)點的next為當(dāng)前新增的Node,接下來走到第8行猖辫,這個時候p!=t酥泞,第8行if判斷為true,會通過casTail(t, newNode)將當(dāng)前節(jié)點Node設(shè)置為隊列的隊尾節(jié)點,此時的隊列狀態(tài)示意圖如下圖所示:

3.隊列offer 2后的狀態(tài).png

tail指向的節(jié)點由Node0改變?yōu)镹ode2,這里的casTail失敗不需要重試的原因是,offer代碼中主要是通過p的next節(jié)點q(Node<E> q = p.next)決定后面的邏輯走向的啃憎,當(dāng)casTail失敗時狀態(tài)示意圖如下:

4.隊列進(jìn)行入隊操作后casTail失敗后的狀態(tài)圖.png

如圖芝囤,如果這里casTail設(shè)置tail失敗即tail還是指向Node0節(jié)點的話,無非就是多循環(huán)幾次通過13行代碼定位到隊尾節(jié)點辛萍。

通過對單線程執(zhí)行角度進(jìn)行分析悯姊,我們可以了解到poll的執(zhí)行邏輯為:

  1. 如果tail指向的節(jié)點的下一個節(jié)點(next域)為null的話,說明tail指向的節(jié)點即為隊列真正的隊尾節(jié)點贩毕,因此可以通過casNext插入當(dāng)前待插入的節(jié)點,但此時tail并未變化悯许,如圖2;

  2. 如果tail指向的節(jié)點的下一個節(jié)點(next域)不為null的話,說明tail指向的節(jié)點不是隊列的真正隊尾節(jié)點辉阶。通過q(Node<E> q = p.next)指針往前遞進(jìn)去找到隊尾節(jié)點先壕,然后通過casNext插入當(dāng)前待插入的節(jié)點,并通過casTail方式更改tail谆甜,如圖3垃僚。

我們回過頭再來看p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q;這行代碼在單線程中,這段代碼永遠(yuǎn)不會將p賦值為t,那么這么寫就不會有任何作用店印,那我們試著在多線程的情況下進(jìn)行分析冈在。

多線程執(zhí)行角度分析

多個線程offer

很顯然這么寫另有深意,其實在多線程環(huán)境下這行代碼很有意思的按摘。 t != (t = tail)這個操作并非一個原子操作包券,有這樣一種情況:

5.線程A和線程B有可能的執(zhí)行時序.png

如圖,假設(shè)線程A此時讀取了變量t炫贤,線程B剛好在這個時候offer一個Node后溅固,此時會修改tail指針,那么這個時候線程A再次執(zhí)行t=tail時t會指向另外一個節(jié)點,很顯然線程A前后兩次讀取的變量t指向的節(jié)點不相同兰珍,即t != (t = tail)為true,并且由于t指向節(jié)點的變化p != t也為true侍郭,此時該行代碼的執(zhí)行結(jié)果為p和t最新的t指針指向了同一個節(jié)點,并且此時t也是隊列真正的對尾節(jié)點掠河。那么亮元,現(xiàn)在已經(jīng)定位到隊列真正的隊尾節(jié)點,就可以執(zhí)行offer操作了唠摹。

offer->poll->offer

那么還剩下第11行的代碼我們沒有分析爆捞,大致可以猜想到應(yīng)該就是回答一部分線程offer,一部分poll的這種情況勾拉。當(dāng)if (p == q)為true時煮甥,說明p指向的節(jié)點的next也指向它自己盗温,這種節(jié)點稱之為哨兵節(jié)點成肘,這種節(jié)點在隊列中存在的價值不大,一般表示為要刪除的節(jié)點或者是空節(jié)點双霍。為了能夠很好的理解這種情況,我們先看看poll方法的執(zhí)行過程后蟹演,再回過頭來看风钻,總之這是一個很有意思的事情 :)。

3.poll方法

poll方法源碼如下:

public E poll() {
    restartFromHead:
    1. for (;;) {
    2.    for (Node<E> h = head, p = h, q;;) {
    3.        E item = p.item;

    4.        if (item != null && p.casItem(item, null)) {
                // Successful CAS is the linearization point
                // for item to be removed from this queue.
    5.            if (p != h) // hop two nodes at a time
    6.                updateHead(h, ((q = p.next) != null) ? q : p);
    7.            return item;
            }
    8.        else if ((q = p.next) == null) {
    9.            updateHead(h, p);
    10.            return null;
            }
    11.        else if (p == q)
    12.            continue restartFromHead;
            else
    13.            p = q;
        }
    }
}

我們還是先站在單線程的角度去理清該方法的基本邏輯鸣个。假設(shè)ConcurrentLinkedQueue初始狀態(tài)如下圖所示:

6.隊列初始狀態(tài).png

參數(shù)offer時的定義布朦,我們還是先將變量p作為隊列要刪除真正的隊頭節(jié)點,h(head)指向的節(jié)點并不一定是隊列的隊頭節(jié)點涛舍。先來看poll出Node1時的情況,由于p=h=head唆途,參照上圖富雅,很顯然此時p指向的Node1的數(shù)據(jù)域不為null,在第4行代碼中item!=null判斷為true后接下來通過casItem將Node1的數(shù)據(jù)域設(shè)置為null。如果CAS設(shè)置失敗則此次循環(huán)結(jié)束等待下一次循環(huán)進(jìn)行重試肛搬。若第4行執(zhí)行成功進(jìn)入到第5行代碼没佑,此時p和h都指向Node1,第5行if判斷為false,然后直接到第7行return回Node1的數(shù)據(jù)域1,方法運行結(jié)束温赔,此時的隊列狀態(tài)如下圖蛤奢。

7.隊列出隊操作后的狀態(tài).png

下面繼續(xù)從隊列中poll,很顯然當(dāng)前h和p指向的Node1的數(shù)據(jù)域為null陶贼,那么第一件事就是要定位準(zhǔn)備刪除的隊頭節(jié)點(找到數(shù)據(jù)域不為null的節(jié)點)啤贩。

定位刪除的隊頭節(jié)點

繼續(xù)看,第三行代碼item為null,第4行代碼if判斷為false,走到第8行代碼(q = p.next)if也為false拜秧,由于q指向了Node2,在第11行的if判斷也為false痹屹,因此代碼走到了第13行,這個時候p和q共同指向了Node2,也就找到了要刪除的真正的隊頭節(jié)點腹纳×÷樱可以總結(jié)出驱犹,定位待刪除的隊頭節(jié)點的過程為:如果當(dāng)前節(jié)點的數(shù)據(jù)域為null,很顯然該節(jié)點不是待刪除的節(jié)點足画,就用當(dāng)前節(jié)點的下一個節(jié)點去試探雄驹。在經(jīng)過第一次循環(huán)后,此時狀態(tài)圖為下圖:

8.經(jīng)過一次循環(huán)后的狀態(tài).png

進(jìn)行下一次循環(huán)淹辞,第4行的操作同上述医舆,當(dāng)前假設(shè)第4行中casItem設(shè)置成功,由于p已經(jīng)指向了Node2,而h還依舊指向Node1,此時第5行的if判斷為true象缀,然后執(zhí)行updateHead(h, ((q = p.next) != null) ? q : p)蔬将,此時q指向的Node3,所有傳入updateHead方法的分別是指向Node1的h引用和指向Node3的q引用央星。updateHead方法的源碼為:

final void updateHead(Node<E> h, Node<E> p) {
    if (h != p && casHead(h, p))
        h.lazySetNext(h);
}

該方法主要是通過casHead將隊列的head指向Node3,并且通過 h.lazySetNext將Node1的next域指向它自己霞怀。最后在第7行代碼中返回Node2的值毙石。此時隊列的狀態(tài)如下圖所示:

9.Node2從隊列中出隊后的狀態(tài).png

Node1的next域指向它自己徐矩,head指向了Node3滤灯。如果隊列為空隊列的話鳞骤,就會執(zhí)行到代碼的第8行(q = p.next) == null弟孟,if判斷為true,因此在第10行中直接返回null拂募。以上的分析是從單線程執(zhí)行的角度去看陈症,也可以讓我們了解poll的整體思路录肯,現(xiàn)在來做一個總結(jié):

  1. 如果當(dāng)前head,h和p指向的節(jié)點的Item不為null的話论咏,說明該節(jié)點即為真正的隊頭節(jié)點(待刪除節(jié)點)厅贪,只需要通過casItem方法將item域設(shè)置為null,然后將原來的item直接返回即可养涮。

  2. 如果當(dāng)前head,h和p指向的節(jié)點的item為null的話贯吓,則說明該節(jié)點不是真正的待刪除節(jié)點悄谐,那么應(yīng)該做的就是尋找item不為null的節(jié)點尊沸。通過讓q指向p的下一個節(jié)點(q = p.next)進(jìn)行試探洼专,若找到則通過updateHead方法更新head指向的節(jié)點以及構(gòu)造哨兵節(jié)點(通過updateHead方法的h.lazySetNext(h)屁商。

接下來蜡镶,按照上面分析offer的思維方式官还,下面來分析一下多線程的情況望伦,第一種情況是屯伞;

多線程執(zhí)行情況分析:

多個線程poll

現(xiàn)在回過頭來看poll方法的源碼劣摇,有這樣一部分:

else if (p == q)
    continue restartFromHead;

這一部分就是處理多個線程poll的情況钧惧,q = p.next也就是說q永遠(yuǎn)指向的是p的下一個節(jié)點垢乙,那么什么情況下會使得p,q指向同一個節(jié)點呢追逮?根據(jù)上面我們的分析钮孵,只有p指向的節(jié)點在poll的時候轉(zhuǎn)變成了哨兵節(jié)點(通過updateHead方法中的h.lazySetNext)巴席。當(dāng)線程A在判斷p==q時漾唉,線程B已經(jīng)將執(zhí)行完poll方法將p指向的節(jié)點轉(zhuǎn)換為哨兵節(jié)點并且head指向的節(jié)點已經(jīng)發(fā)生了改變赵刑,所以就需要從restartFromHead處執(zhí)行般此,保證用到的是最新的head铐懊。

poll->offer->poll

試想科乎,還有這樣一種情況茅茂,如果當(dāng)前隊列為空隊列玉吁,線程A進(jìn)行poll操作进副,同時線程B執(zhí)行offer影斑,然后線程A在執(zhí)行poll矫户,那么此時線程A返回的是null還是線程B剛插入的最新的那個節(jié)點呢皆辽?我們來寫一代demo:

public static void main(String[] args) {
    Thread thread1 = new Thread(() -> {
        Integer value = queue.poll();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " poll 的值為:" + value);
        System.out.println("queue當(dāng)前是否為空隊列:" + queue.isEmpty());
    });
    thread1.start();
    Thread thread2 = new Thread(() -> {
        queue.offer(1);
    });
    thread2.start();
}

輸出結(jié)果為:

Thread-0 poll 的值為:null
queue當(dāng)前是否為空隊列:false

通過debug控制線程thread1和線程thread2的執(zhí)行順序耻台,thread1先執(zhí)行到第8行代碼if ((q = p.next) == null)盆耽,由于此時隊列為空隊列if判斷為true摄杂,進(jìn)入if塊析恢,此時先讓thread1暫停氮昧,然后thread2進(jìn)行offer插入值為1的節(jié)點后,thread2執(zhí)行結(jié)束咪辱。再讓thread1執(zhí)行油狂,這時thread1并沒有進(jìn)行重試专筷,而是代碼繼續(xù)往下走磷蛹,返回null味咳,盡管此時隊列由于thread2已經(jīng)插入了值為1的新的節(jié)點檬嘀。所以輸出結(jié)果為thread0 poll的為null,然隊列不為空隊列鸳兽。因此揍异,在判斷隊列是否為空隊列的時候是不能通過線程在poll的時候返回為null進(jìn)行判斷的衷掷,可以通過isEmpty方法進(jìn)行判斷棍鳖。

4. offer方法中部分線程offer部分線程poll

在分析offer方法的時候我們還留下了一個問題渡处,即對offer方法中第11行代碼的理解医瘫。

offer->poll->offer

在offer方法的第11行代碼if (p == q)醇份,能夠讓if判斷為true的情況為p指向的節(jié)點為哨兵節(jié)點僚纷,而什么時候會構(gòu)造哨兵節(jié)點呢怖竭?在對poll方法的討論中痊臭,我們已經(jīng)找到了答案广匙,即當(dāng)head指向的節(jié)點的item域為null時會尋找真正的隊頭節(jié)點鸦致,等到待插入的節(jié)點插入之后鲁纠,會更新head改含,并且將原來head指向的節(jié)點設(shè)置為哨兵節(jié)點迄汛。假設(shè)隊列初始狀態(tài)如下圖所示:

10.offer和poll相互影響分析時隊列初始狀態(tài).png

因此在線程A執(zhí)行offer時鹃觉,線程B執(zhí)行poll就會存在如下一種情況:
11.線程A和線程B可能存在的執(zhí)行時序.png

如圖盗扇,線程A的tail節(jié)點存在next節(jié)點Node1,因此會通過引用q往前尋找隊列真正的隊尾節(jié)點疗隶,當(dāng)執(zhí)行到判斷if (p == q)時翼闹,此時線程B執(zhí)行poll操作坚弱,在對線程B來說关摇,head和p指向Node0,由于Node0的item域為null,同樣會往前遞進(jìn)找到隊列真正的隊頭節(jié)點Node1,在線程B執(zhí)行完poll之后停撞,Node0就會轉(zhuǎn)換為哨兵節(jié)點悼瓮,也就意味著隊列的head發(fā)生了改變,此時隊列狀態(tài)為下圖命贴。

12.線程B進(jìn)行poll后隊列的狀態(tài)圖.png

此時線程A在執(zhí)行判斷if (p == q)時就為true,會繼續(xù)執(zhí)行p = (t != (t = tail)) ? t : head;胸蛛,由于tail指針沒有發(fā)生改變所以p被賦值為head,重新從head開始完成插入操作泞当。

5. HOPS的設(shè)計

通過上面對offer和poll方法的分析襟士,我們發(fā)現(xiàn)tail和head是延遲更新的陋桂,兩者更新觸發(fā)時機(jī)為:

tail更新觸發(fā)時機(jī):當(dāng)tail指向的節(jié)點的下一個節(jié)點不為null的時候嗜历,會執(zhí)行定位隊列真正的隊尾節(jié)點的操作梨州,找到隊尾節(jié)點后完成插入之后才會通過casTail進(jìn)行tail更新摊唇;當(dāng)tail指向的節(jié)點的下一個節(jié)點為null的時候巷查,只插入節(jié)點不更新tail岛请。

head更新觸發(fā)時機(jī):當(dāng)head指向的節(jié)點的item域為null的時候警绩,會執(zhí)行定位隊列真正的隊頭節(jié)點的操作肩祥,找到隊頭節(jié)點后完成刪除之后才會通過updateHead進(jìn)行head更新混狠;當(dāng)head指向的節(jié)點的item域不為null的時候贡避,只刪除節(jié)點不更新head刮吧。

并且在更新操作時,源碼中會有注釋為:hop two nodes at a time。所以這種延遲更新的策略就被叫做HOPS的大概原因是這個(猜的 :))旗笔,從上面更新時的狀態(tài)圖可以看出拄踪,head和tail的更新是“跳著的”即中間總是間隔了一個撮弧。那么這樣設(shè)計的意圖是什么呢贿衍?

如果讓tail永遠(yuǎn)作為隊列的隊尾節(jié)點救恨,實現(xiàn)的代碼量會更少贸辈,而且邏輯更易懂。但是肠槽,這樣做有一個缺點擎淤,如果大量的入隊操作,每次都要執(zhí)行CAS進(jìn)行tail的更新秸仙,匯總起來對性能也會是大大的損耗嘴拢。如果能減少CAS更新的操作,無疑可以大大提升入隊的操作效率寂纪,所以doug lea大師每間隔1次(tail和隊尾節(jié)點的距離為1)進(jìn)行才利用CAS更新tail席吴。對head的更新也是同樣的道理孝冒,雖然捣域,這樣設(shè)計會多出在循環(huán)中定位隊尾節(jié)點,但總體來說讀的操作效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于寫的性能该窗,因此,多出來的在循環(huán)中定位尾節(jié)點的操作的性能損耗相對而言是很小的。

參考資料

《java并發(fā)編程的藝術(shù)》
《Java高并發(fā)程序設(shè)計》
ConcurrentLinkedQueue博文:https://www.cnblogs.com/sunshine-2015/p/6067709.html

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末央碟,一起剝皮案震驚了整個濱河市经柴,隨后出現(xiàn)的幾起案子牛哺,更是在濱河造成了極大的恐慌淳附,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 217,406評論 6 503
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件拍霜,死亡現(xiàn)場離奇詭異昭灵,居然都是意外死亡抠蚣,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī)柄冲,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,732評論 3 393
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來示血,“玉大人,你說我怎么就攤上這事葱绒“锘伲” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 163,711評論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵对嚼,是天一觀的道長磨确。 經(jīng)常有香客問我,道長句葵,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,380評論 1 293
  • 正文 為了忘掉前任镜雨,我火速辦了婚禮碎浇,結(jié)果婚禮上雳旅,老公的妹妹穿的比我還像新娘迎变。我一直安慰自己,他們只是感情好苫拍,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 67,432評論 6 392
  • 文/花漫 我一把揭開白布吏够。 她就那樣靜靜地躺著生真,像睡著了一般蚜厉。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪伶椿。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上脊另,一...
    開封第一講書人閱讀 51,301評論 1 301
  • 那天靖榕,我揣著相機(jī)與錄音践剂,去河邊找鬼。 笑死春缕,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的艘蹋。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 40,145評論 3 418
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼票灰,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側(cè)響起嘴高,我...
    開封第一講書人閱讀 39,008評論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤捐晶,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后惹盼,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體庸汗,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,443評論 1 314
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 37,649評論 3 334
  • 正文 我和宋清朗相戀三年手报,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了蚯舱。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 39,795評論 1 347
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡掩蛤,死狀恐怖枉昏,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情揍鸟,我是刑警寧澤兄裂,帶...
    沈念sama閱讀 35,501評論 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響晰奖,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏谈撒。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,119評論 3 328
  • 文/蒙蒙 一匾南、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望啃匿。 院中可真熱鬧,春花似錦午衰、人聲如沸立宜。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,731評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽橙数。三九已至,卻和暖如春帅戒,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間灯帮,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,865評論 1 269
  • 我被黑心中介騙來泰國打工逻住, 沒想到剛下飛機(jī)就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留钟哥,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 47,899評論 2 370
  • 正文 我出身青樓瞎访,卻偏偏與公主長得像腻贰,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子扒秸,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 44,724評論 2 354

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容