ConcurrentLinkedQueue是Java中基于CAS实现的线程安全无锁队列，采用FIFO顺序，支持高效并发访问。它通过volatile和CAS确保线程安全，提供非阻塞的offer、poll、peek等操作，适合高并发场景下替代加锁队列。不允许null元素，迭代器具有弱一致性，size()方法性能较差需避免频繁调用。在生产者-消费者模型中可安全共享，无需额外同步。若需阻塞功能应选用LinkedBlockingQueue。正确处理null返回值可防止空指针异常，是构建高性能并发程序的理想选择。
ConcurrentLinkedQueue 是 Java 中基于链表实现的线程安全无锁队列，它使用 CAS（Compare-And-Swap）操作来保证多线程环境下的数据一致性，无需加锁即可高效并发访问。适合高并发场景下替代 synchronized 队列如 LinkedList 或 Vector。
ConcurrentLinkedQueue 简介与特点
ConcurrentLinkedQueue 位于 red">java.util.concurrent 包中，实现了 Queue 接口，是一个 FIFO（先进先出）的有序集合。
主要特性：
- 线程安全：内部采用无锁算法（CAS + volatile），避免了传统锁带来的性能瓶颈
- 非阻塞操作：add、offer、poll、peek 等方法不会阻塞线程
- 弱一致性迭代器：遍历时不保证反映最新修改状态，但不会抛出 ConcurrentModificationException
- 不允许 null 元素：插入 null 会抛出 NullPointerException
基本操作方法详解
以下是常用方法及其使用说明：
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- offer(E e)：将元素插入队尾，成功返回 true。这是推荐的添加方式
- poll()：获取并移除队头元素；如果队列为空，返回 null
- peek()：查看队头元素但不移除；若为空则返回 null
- size()：注意该方法需遍历整个链表，不适合高频调用
- isEmpty()：判断队列是否为空，推荐用于循环条件判断
ConcurrentLinkedQueue queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
// 添加元素
queue.offer("task1");
queue.offer("task2");
// 取出元素
String task = queue.poll(); // 返回 "task1"
String head = queue.peek(); // 返回 "task2"，不移除
System.out.println(queue.isEmpty()); // false
多线程环境下的使用示例
以下是一个生产者-消费者模型示例，展示其在并发场景中的应用：
ConcurrentLinkedQueue sharedQueue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
// 生产者线程
Runnable producer = () -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
sharedQueue.offer(i);
System.out.println("生产: " + i);
try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
}
};
// 消费者线程
Runnable consumer = () -> {
Integer data;
while ((data = sharedQueue.poll()) != null || !sharedQueue.isEmpty()) {
if (data != null) {
System.out.println("消费: " + data);
}
try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) {}
}
};
// 启动线程
new Thread(producer).start();
new Thread(consumer).start();
在这个例子中，多个线程可以同时对队列进行操作而无需额外同步控制，ConcurrentLinkedQueue 自动处理线程安全问题。
使用注意事项与最佳实践
虽然 ConcurrentLinkedQueue 性能优秀，但在实际使用中仍需注意以下几点：
- 避免频繁调用 size() 方法，因为它需要遍历整个链表，在大容量时性能较差
- poll() 返回 null 表示队列当前为空，不能用来判断“永久结束”
- 不要依赖迭代器的实时一致性，它只提供弱一致视图
- 若需要阻塞功能，请考虑使用 BlockingQueue 实现类如 LinkedBlockingQueue
- 确保所有线程正确处理 null 返回值，防止空指针异常
基本上就这些。ConcurrentLinkedQueue 是实现高性能无锁队列的理想选择，特别适用于读写频繁且不能接受锁开销的并发场景。理解其非阻塞特性和 API 行为，能帮助你更安全高效地构建并发程序。
