Java里如何使用ConcurrentLinkedQueue实现无锁队列_ConcurrentLinkedQueue应用解析-java教程-PHP中文网

Java里如何使用ConcurrentLinkedQueue实现无锁队列_ConcurrentLinkedQueue应用解析

P粉602998670

发布： 2025-11-23 12:11:24

原创

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ConcurrentLinkedQueue是Java中基于CAS实现的无锁、线程安全FIFO队列，适用于高并发场景。它通过原子操作维护head和tail指针，实现高效的入队出队操作；不允许null元素，迭代器弱一致性，size()需遍历链表性能较低，且为无界队列需防内存溢出。

java里如何使用concurrentlinkedqueue实现无锁队列_concurrentlinkedqueue应用解析

在Java并发编程中，ConcurrentLinkedQueue 是一个高效、线程安全的无锁队列实现。它基于链表结构，利用CAS（Compare-And-Swap）操作实现多线程环境下的非阻塞访问，适用于高并发场景下对性能要求较高的任务队列、消息传递等应用。

什么是ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue 是 java.util.concurrent 包中的一个线程安全队列，遵循 FIFO（先进先出）原则。与传统的 synchronized 队列（如 Vector 或同步包装的 LinkedList）不同，它不使用任何显式锁，而是通过原子操作和 volatile 变量保证线程安全。

主要特点包括：

无锁（lock-free）设计，提升高并发吞吐量
不允许插入 null 元素
迭代器弱一致性，不抛出 ConcurrentModificationException
适合大量并发生产者和消费者的场景

基本使用方法

创建和操作 ConcurrentLinkedQueue 非常简单，常用方法有 add()、offer()、poll()、peek() 等。

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示例代码：

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class QueueExample {
    private static final ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();

    public static void main(String[] args) {
        // 生产者线程
        Thread producer = new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i <= 5; i++) {
                String item = "任务-" + i;
                queue.offer(item);
                System.out.println("生产: " + item);
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
        });

        // 消费者线程
        Thread consumer = new Thread(() -> {
            while (true) {
                String item = queue.poll(); // 取出并移除头元素
                if (item != null) {
                    System.out.println("消费: " + item);
                } else {
                    // 队列为空，稍作等待或退出
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        Thread.currentThread().interrupt();
                        break;
                    }
                }
            }
        });

        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

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在这个例子中，生产者不断向队列添加任务，消费者持续从队列取出任务处理。由于 ConcurrentLinkedQueue 的线程安全性，无需额外同步控制。