1.concurrentlinkedqueue的源码实现原理是什么?
2.死磕 java集合之ConcurrentLinkedQueue源码分析
3.Java并发编程笔记之LinkedBlockingQueue源码探究
4.从源码全面解析 LinkedBlockingQueue的来龙去脉
5.双向循环链表:鸿蒙轻内核中数据的“驿站”
6.java并发编程之深入学习Concurrent包(十一,ConcurrentLinkedQueue类)
concurrentlinkedqueue的源码实现原理是什么?
在并发场景下,高性能的源码并发容器ConcurrentLinkedQueue在实现上采用了链表结构。它的源码设计思想旨在优化并发性能,避免了锁的源码使用,采用 CAS 和 volatile 关键字来保证线程安全。源码背离指标源码公式ConcurrentLinkedQueue 的源码设计包含以下几个关键点:
1. **数据结构**:它由单向链表实现,使用 volatile 标记关键字段,源码确保读取操作的源码可见性。这些关键字段包括记录队首和队尾的源码节点。
2. **设计思想**:采用延迟更新首尾节点的源码思想,减少 CAS 的源码开销,优化并发性能。源码首尾节点并不总是源码最新的节点,这有助于减少 CAS 操作的源码频率。
3. **哨兵节点**:引入哨兵节点(虚拟节点)简化代码逻辑,特别是在链表操作中,它可以避免特殊处理第一个节点的情况,同时在只有一个节点时减少并发冲突。
4. **源码实现**:
- **offer**:入队操作涉及变量 t、p 和 q,用于迭代和 CAS 操作。入队分为几种情况,每种情况对应不同的操作逻辑。
- **poll**:出队操作类似,涉及变量 h、p 和 q,逻辑与入队相反,物流出车源码用于删除队首节点。
5. **流程图实现**:通过流程图直观地展示了入队和出队的详细步骤,包括节点的添加、更新以及哨兵节点的使用,有助于理解实际操作流程。
6. **总结**:ConcurrentLinkedQueue 的实现通过优化数据结构和操作逻辑,利用 CAS 和 volatile 关键字,提供了高效且线程安全的并发容器。其适用于数据量大、并发量高、频繁读写操作的场景,特别在队列的头部和尾部操作中表现优异。
要理解 ConcurrentLinkedQueue 的实现原理,关键是掌握并发编程基础、链表操作和 CAS 技术。通过分析其源代码和流程图,可以深入理解其高效并发性能的来源。
死磕 java集合之ConcurrentLinkedQueue源码分析
ConcurrentLinkedQueue
(1)不是阻塞队列
(2)通过CAS+自旋保证并发安全
(3)可用于多线程环境,但不能用在线程池中
简介
主要属性
两个属性:头节点与尾节点
主要内部类
典型单链表结构
主要构造方法
构造简单,实现无界单链表队列
入队
add(e)与offer(e)方法
无异常抛出,流程清晰
出队
remove()与poll()方法
逻辑清晰,不阻塞线程
总结
非阻塞队列,不适用于线程池
彩蛋
与LinkedBlockingQueue对比
线程安全与返回null特性相似
效率与锁机制差异显著
无法实现等待元素与用在线程池中的限制
Java并发编程笔记之LinkedBlockingQueue源码探究
LinkedBlockingQueue 是基于单向链表实现的一种阻塞队列,其内部包含两个节点用于存放队列的首尾,并维护了一个表示元素个数的原子变量 count。同时,它利用了两个 ReentrantLock 实例(takeLock 和 putLock)来保证元素的号卡棒源码原子性入队与出队操作。此外,notEmpty 和 notFull 两个信号量与条件队列用于实现阻塞操作,使得生产者和消费者模型得以实现。
LinkedBlockingQueue 的实现主要依赖于其内部锁机制和信号量管理。构造函数默认容量为最大整数值,用户可自定义容量大小。offer 方法用于尝试将元素添加至队列尾部,若队列未满则成功,返回 true,反之返回 false。若元素为 null,则抛出 NullPointerException。put 方法尝试将元素添加至队列尾部,并阻塞当前线程直至队列有空位,若被中断则抛出 InterruptedException。通过使用 putLock 锁,确保了元素的原子性添加以及元素计数的原子性更新。
在实现细节上,offer 方法通过在获取 putLock 的同时检查队列是否已满,避免了不必要的元素添加。若队列未满,则执行入队操作并更新计数器,同时考虑唤醒等待队列未满的线程。此过程中,通过 notFull 信号量与条件队列协调线程间等待与唤醒。
put 方法则在获取 putLock 后立即检查队列是否满,若满则阻塞当前线程至 notFull 信号量被唤醒。跑的分源码在入队后,更新计数器,并考虑唤醒等待队列未满的线程,同样通过 notFull 信号量实现。
poll 方法用于从队列头部获取并移除元素,若队列为空则返回 null。此方法通过获取 takeLock 锁,保证了在检查队列是否为空和执行出队操作之间的原子性。在出队后,计数器递减,并考虑激活因调用 poll 或 take 方法而被阻塞的线程。
peek 方法类似,但不移除队列头部元素,返回 null 若队列为空。此方法也通过获取 takeLock 锁来保证操作的原子性。
take 方法用于阻塞获取队列头部元素并移除,若队列为空则阻塞当前线程直至队列不为空。此方法与 put 方法类似,通过 notEmpty 信号量与条件队列协调线程间的等待与唤醒。
remove 方法用于移除并返回指定元素,若存在则返回 true,否则返回 false。此方法通过双重加锁机制(fullyLock 和 fullyUnlock)来确保元素移除操作的原子性。
size 方法用于返回当前队列中的元素数量,通过 count.get() 直接获取,确保了操作的准确性。
综上所述,最全手游源码LinkedBlockingQueue 通过其独特的锁机制和信号量管理,实现了高效、线程安全的阻塞队列操作,适用于生产者-消费者模型等场景。
从源码全面解析 LinkedBlockingQueue的来龙去脉
并发编程是互联网技术的核心,面试官常在此领域对求职者进行深入考察。为了帮助读者在面试中占据优势,本文将解析 LinkedBlockingQueue 的工作原理。
阻塞队列是并发编程中常见的数据结构,它在生产者和消费者模型中扮演重要角色。生产者负责向队列中添加元素,而消费者则从队列中取出元素。LinkedBlockingQueue 是 Java 中的一种高效阻塞队列实现,它底层基于链表结构。
在初始化阶段,LinkedBlockingQueue 不需要指定队列大小。除了基本成员变量,它还包含两把锁,分别用于读取和写入操作。有读者疑惑,为何需要两把锁,而其他队列只用一把?本文后续将揭晓答案。
生产者使用 `add()`、`offer()`、`offer(time)` 和 `put()` 方法向队列中添加元素。消费者则通过 `remove()`、`poll()`、`poll(time)` 和 `take()` 方法从队列中获取元素。
在解析源码时,发现 LinkedBlockingQueue 与 ArrayBlockingQueue 在锁的使用上有所不同。ArrayBlockingQueue 使用互斥锁,而 LinkedBlockingQueue 使用读锁和写锁。这是否意味着 ArrayBlockingQueue 可以使用相同类型的锁?答案是肯定的,且使用两把锁的 ArrayBlockingQueue 在性能上有所提升。
流程图展示了 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue 之间的相似之处。有兴趣的读者可以自行绘制。
总结而言,LinkedBlockingQueue 是一种高效的阻塞队列实现,其底层结构基于链表。它通过读锁和写锁管理线程安全,为生产者和消费者提供了并发支持。通过优化锁的使用,LinkedBlockingQueue 在某些场景下展现出更好的性能。
互联网寒冬虽在,但学习和分享是抵御寒冬的最佳方式。通过交流经验,可以减少弯路,提高效率。如果你对后端架构和中间件源码感兴趣,欢迎与我交流,共同进步。
双向循环链表:鸿蒙轻内核中数据的“驿站”
摘要:双向循环链表Doubly Linked List在鸿蒙轻内核中扮演重要角色,广泛应用于各个模块。本文旨在深入解析双向循环链表在源代码中的应用,帮助读者理解和学习其在鸿蒙轻内核中的使用方法。以OpenHarmony LiteOS-M内核为例,通过详细讲解数据结构、初始化、判断、插入、删除、获取及遍历操作,本文将提供全面的双向循环链表操作指南。本文内容基于开源站点gitee.com/openharmony/k...
1 双向循环链表
双向循环链表的结构体LOS_DL_LIST在utils/los_list.h头文件中定义。它包含前驱和后继两个节点指针,用于实现环状数据结构。双向链表不存储业务数据,通常与业务数据结构结合使用。
双向链表的节点间操作方便,便于查找、插入和删除。通过定义一个LOS_DL_LIST类型的头结点,业务结构体的链表成员依次挂载,从而实现遍历。例如,互斥锁结构体LosMuxCB中,双向链表LOS_DL_LIST muxList与互斥锁业务信息成员协同工作。
初始化双向链表,可使用LOS_ListInit()函数为链表节点申请内存并链接环状。通过LOS_DL_LIST_HEAD()宏定义也可以直接初始化链表。
判断链表是否为空,使用LOS_ListEmpty()函数检查前驱和后继节点是否均为自身。
插入双向链表节点,提供三种方法:在指定节点后、尾部或头部插入。使用LOS_ListAdd()、LOS_ListTailInsert()和LOS_ListHeadInsert()内联函数分别实现。
删除双向链表节点,可使用LOS_ListDelete()函数移除指定节点,或使用LOS_ListDelInit()重置节点为新链表。
获取双向链表节点,可通过LOS_DL_LIST_LAST()和LOS_DL_LIST_FIRST()获取前驱和后继节点。
遍历双向循环链表节点,使用LOS_DL_LIST_FOR_EACH()、LOS_DL_LIST_FOR_EACH_SAFE()和LOS_DL_LIST_FOR_EACH_ENTRY()等宏定义,实现节点的遍历。
获取链表节点所在结构体,利用LOS_OFF_SET_OF()和LOS_DL_LIST_ENTRY()宏定义,计算结构体内存地址。
基于以上操作,双向循环链表在鸿蒙轻内核中提供了高效、灵活的数据结构支持,是实现模块间高效数据传递和管理的关键。
java并发编程之深入学习Concurrent包(十一,ConcurrentLinkedQueue类)
深入学习ConcurrentLinkedQueue类,了解它作为非阻塞队列实现,采用链表形式构建的容器。
ConcurrentLinkedQueue类遵循非阻塞算法,通过原子指令CAS(Compare and Swap)取代同步阻塞锁,以确保在并发访问下数据的一致性,并显著提升同步性能。根据Amdahl定律,最小化串行代码的粒度是提升并发性能的关键,ConcurrentLinkedQueue类的实现正是如此。它不严格保证链表头尾的一致性,而是通过CAS操作来确保新节点的插入和头尾节点的更新,实现高效并发。
在非阻塞队列的操作中,通常需要原子化执行的两个步骤被分离,即插入新节点的入队和出队操作,与头尾节点的更新并非同步。这减少了需要原子更新的值范围,仅涉及唯一的变量,从而提升了非阻塞队列操作的性能,这也是Amdahl定律的体现。
ConcurrentLinkedQueue类的源代码中,节点类Node实现了这一设计,其item和next域被声明为普通的volatile类型,并使用AtomicReferenceFieldUpdater来更新。通过这种方式,能够实现高效、并发的节点操作。
节点类型被分为有效节点(item不为null)、无效节点(item为null)和已删除节点(通过next链接到自身),其中,头节点是队列中的第一个有效节点,而尾节点是next为null的节点,注意这不一定是tail指向的节点。
队列的初始化通过创建一个head和tail共同指向,item及next都为null的初始队列来实现。
入队操作涉及将新节点插入到尾节点的后面,通过tail找到尾节点执行插入操作。如果插入不成功,会继续向后推进查找。这一过程确保了高效并发的实现。
出队操作则涉及从头节点开始,循环查找下一个节点,直到找到满足条件的节点为止。一旦找到满足条件的节点,则更新头节点,并返回该节点的item值。
当遍历过程已越过一个节点时,会寻找下一个节点。如果head的next等于head,则意味着到达了哨兵节点,此时下一节点从head重新开始查找。
综上所述,ConcurrentLinkedQueue类通过非阻塞算法和高效的设计,提供了一个高性能的并发队列实现,适用于需要高并发访问场景的应用。