ConcurrentLinkedQueue.md

ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中的一个基于非阻塞算法的线程安全队列，适用于高并发环境下的“无界队列”，实现了先进先出（FIFO）语义。

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1. 类定义

public class ConcurrentLinkedQueue<E> extends AbstractQueue<E>
    implements Queue<E>, Serializable

• 线程安全：基于 CAS（无锁）机制 实现。
• 无界队列：不会抛出容量满的异常，元素数量只受内存限制。
• 非阻塞：不会阻塞线程（不像 BlockingQueue），插入和移除操作立即返回。

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2. 底层数据结构

• 内部使用单向链表存储元素。
• 每个节点由内部类 Node<E> 表示，包含：

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

• 头节点（head）和尾节点（tail）是两个 volatile 指针。
• 插入时尾插，删除时头删，保证 FIFO 顺序。

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3. 核心方法

添加元素

boolean offer(E e)

• 将元素添加到队尾，线程安全。
• 基于 CAS + 自旋 实现。

获取元素

E poll()

• 弹出队头元素，若为空返回 null。
• 线程安全，CAS 实现，不会阻塞。

E peek()

• 返回队头元素但不移除。

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4. 示例代码

Queue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();

queue.offer("A");
queue.offer("B");

System.out.println(queue.peek()); // A
System.out.println(queue.poll()); // A
System.out.println(queue.poll()); // B
System.out.println(queue.poll()); // null

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5. 优点与缺点

优点

• 无锁（非阻塞），避免线程切换，性能好。
• 线程安全。
• 高吞吐，在高并发场景表现优秀。

缺点

• 不支持阻塞，适用于“尽量取，不等待”的场景；
• 非固定容量，内存受限时需小心队列膨胀；
• 不适合精确控制线程等待（应使用 BlockingQueue）。

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6. 与其他队列对比

队列类型	是否线程安全	是否阻塞	底层结构	是否有界
ConcurrentLinkedQueue	是	否	单向链表	否
LinkedBlockingQueue	是	是	链表	可配置
ArrayBlockingQueue	是	是	数组	是
PriorityQueue	否	否	堆	否
PriorityBlockingQueue	是	是	堆	否

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