如何使用ConcurrentLinkedQueue做一个缓存队列

在项目中，我们可能会用到队列，那么ConcurrentLinkedQueue，是必不可少的一个。对于多线程环境下，想要实现线程安全，要么自己加锁，要么利用线程安全队列-------ConcurrentLinkedQueue。

先看一下使用ConcurrentLinkedQueue是如何做一个缓存队列的。

package server.utils;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class QueueUtils {
    

    //用户缓存队列
    private static final ConcurrentLinkedQueue<String> queueCache = new ConcurrentLinkedQueue<>();


    private int rank;

    //入队
    public void offer(String userId) {
    
        queueCache.offer(userId);
    }

    //判断元素是否存在
    public boolean isExist(String userId) {
    
        if (queueCache.contains(userId)) {
    
            return true;
        }
        return false;
    }

    //获取排名
    public int getRank(String userId) {
    
        if (isExist(userId)) {
    
            for (String id : queueCache) {
    
                if (id.equals(userId)) {
    
                    break;
                }
                rank++;
            }
            System.out.printf("rank排名为" + rank);
            return rank;
        } else {
    
            //不包括则加入队尾
            offer(userId);
            rank = queueCache.size() + 1;
            System.out.printf("不包含用户则加入队尾" + rank);
            return rank;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    
        for (int i = 1; i < 6; i++) {
    
            new QueueUtils().getRank("1" + i);
        }
        new QueueUtils().getRank("15");
    }
}

总结一下常用的三个方法：peak（），poll（）方法，offer（）方法

peak()方法:

这个方法的作用就是获取队列头部的元素，只获取不移除，注意这个方法和下面的poll方法的区别啊！

public E peek() {
    
    //[1]goto标志
    restartFromHead:
    for (;;) {
    
        for (Node<E> h = head, p = h, q;;) {
    
            //[2]
            E item = p.item;
            //[3]
            if (item != null || (q = p.next) == null) {
    
                updateHead(h, p);
                return item;
            }
            //[4]
            else if (p == q)
                continue restartFromHead;
            else//[5]
                p = q;
        }
    }
}
   final void updateHead(Node<E> h, Node<E> p) {
        
       　　  if (h != p && casHead(h, p))  {
       
       　　    h.lazySetNext(h); 
       }

poll()方法：

这个方法是获取头部的这个节点，如果队列为空则返回null；

public E poll() {
    
    //这里其实就是一个goto的标记，用于跳出for循环
    restartFromHead:
    //[1]
    for (;;) {
    
        for (Node<E> h = head, p = h, q;;) {
    
            E item = p.item;
            //[2]如果当前节点中存的值不为空，则CAS设置为null
            if (item != null && p.casItem(item, null)) {
    
                //[3]CAS成功就更新头节点的位置
                if (p != h) 
                    updateHead(h, ((q = p.next) != null) ? q : p);
                return item;
            }
            //[4]当前队列为空，就返回null
            else if ((q = p.next) == null) {
    
                updateHead(h, p);
                return null;
            }
            //[5]当前节点和下一个节点一样，说明节点自引用，则重新找头节点
            else if (p == q)
                continue restartFromHead;
            //[6]
            else
                p = q;
        }
    }
}

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

offer()方法：

这个方法的作用就是在队列末端添加一个节点，如果传递的参数是null，就抛出空指针异常，否则由于该队列是无界队列，该方法会一直返回true，而且该方法使用CAS算法实现的，所以不会阻塞线程；

//队列末端添加一个节点
public boolean offer(E e) {
    
    //如果e为空，那么抛出空指针异常
    checkNotNull(e);
    //将传进来的元素封装成一个节点，Node的构造器中调用UNSAFE.putObject(this, itemOffset, item)把e赋值给节点中的item
    final Node<E> newNode = new Node<E>(e);

    //[1]
    //这里的for循环从最后的节点开始
    for (Node<E> t = tail, p = t;;) {
    
      Node<E> q = p.next;
      //[2]如果q为null，说明p就是最后的节点了
        if (q == null) {
    
            //[3]CAS更新：如果p节点的下一个节点是null，就把写个节点更新为newNode
            if (p.casNext(null, newNode)) {
    
                //[4]CAS成功，但是这时p==t,所以不会进入到这里的if里面，直接返回true
                //那么什么时候会走到这里面来呢？其实是要有另外一个线程也在调用offer方法的时候，会进入到这里面来
                if (p != t) 
                    casTail(t, newNode);  
                return true;
            }
        }
        else if (p == q) //[5]
            
            p = (t != (t = tail)) ? t : head;
        else //[6]
            p = (p != t && t != (t = tail)) ? t : q;
    }
}

总结：

其实还有几个方法没说，但是感觉比较容易就不浪费篇幅了，有兴趣的可以看看：size方法用于计算队列中节点的数量，可是由于没有加锁，在并发的条件下不准确；remove方法删除某个节点，其实就是遍历然后用equals方法比较item是不是一样，只不过如果存在多个符合条件的节点只删除第一个，然后返回true，否则返回false；contains方法判断队列中是否包含指定item的节点，也就是遍历，很容易；

最麻烦的就是offer方法和poll方法，offer方法是在队列的最后面添加节点，而poll是获取头节点，并且删除第一个真正的队列节点(注意，节点分为两种，一种是哨兵节点，一种是真正的存了数据的节点啊)，还简单的说了一下poll方法和peek方法的区别，后者只是获取，而不删除啊！