咸鱼的梦想

Java多线程--并发中集合的使用之LinkedTransferQueue

LinkedTransferQueue

起源：我觉得是这样的，之前的BlockingQueue是对读取或者写入锁定整个队列，所以在比较繁忙的时候，各种锁比较耗时

而当时有一个SynchronizedQueue其实不能叫Queue，因为只能放一个物件，要么有一个物件在等人拿，要么有一个空等人放

根据这个原理，诞生了LinkedTransferQueue，利用CompareAndSwap进行一个无阻塞的队列，针对每一个操作进行处理样大家就不用抢得那么辛苦了

数据结构

在类的内部保持着一个栈，基本单位是node，根据 hasData区分里面有两种元素，要么是 Data 要么是 Reservation，不会同时存在

并且有一个变量head指向最前面的node，没东西则是null

Node

{

　　isData 是不是数据，是的话item放具体东西

　　item　　如果不是数据则为null

　　next　　下一个节点

　　waiter　如果不是数据则是reservation，有一个线程在等待

}

过程：

整个存取过程分成两部分

1：MATCH（原节点，新节点）

 
           for  
           (;;) {                             
           // restart on append race 
          
           for  
           (Node h = head, p = h; p !=  
           null 
           ;) {  
           // 如果头结点为空则跳过，非空进去找第一个可用节点 
          
           boolean  
           isData = p.isData; 
          
           Object item = p.item; 
          
           if  
           (item != p && (item !=  
           null 
           ) == isData) {  
           // 判断原节点可用性，如data的item应该是数值，如果是null则表明用过了 
          
           if  
           (isData == haveData)    
           // 两个节点是相同类型，不用match了，去下一步 
          
           break 
           ; 
          
           if  
           (p.casItem(item, e)) {  
           // 节点不同类型，match成功，更改原节点item，表明不可用 
          
           for  
           (Node q = p; q != h;) { 
           //什么，我居然不是head节点了？我要让它指向我！ 
          
           Node n = q.next;   
           // update by 2 unless singleton 
          
           if  
           (head == h && casHead(h, n ==  
           null  
           ? q : n)) { 
          
           h.forgetNext(); 
          
           break 
           ; 
          
           }                  
           // advance and retry 
          
           if  
           ((h = head)   ==  
           null  
           || 
          
           (q = h.next) ==  
           null  
           || !q.isMatched()) 
          
           break 
           ;         
           // unless slack < 2 
          
           } 
          
           LockSupport.unpark(p.waiter); 
           //根据原节点的类型，reservation则叫人收货，data则叫null收货 
          
           return  
           LinkedTransferQueue.cast(item); 
           //根据原节点的类型，reservation则返回null，data则返回数据 
          
           } 
          
           } 
          
           Node n = p.next; 
           //下一个节点 
          
           p = (p != n) ? n : (h = head);  
           // Use head if p offlist 
          
           }

　　重点是找出第一个可用节点，如果是null则跳过，如果与进来的节点相同（本来就有data，还放data）也跳过，如果不同（本来是data，现在是reservation，返回data值 / 本来是reservation，现在是data，叫人来收货，返回reservation值=空）

2：处理节点

 
           if  
           (how != NOW) {                  
           // No matches available 
          
           if  
           (s ==  
           null 
           ) 
          
           s =  
           new  
           Node(e, haveData); 
          
           Node pred = tryAppend(s, haveData); 
           //尝试添加新node 
          
           if  
           (pred ==  
           null 
           ) 
          
           continue  
           retry;            
           // 不成功则重试整个过程 
          
           if  
           (how != ASYNC) 
          
           return  
           awaitMatch(s, pred, e, (how == TIMED), nanos); 
           //根据参数，等不等别人放数据，拿数据，等多久 
          
           } 
          
           return  
           e;  
           // not waiting

　　MATCH失败了才会进入这个环节，把新节点放进栈内，并根据参数决定立刻返回或者等待返回

EXAMPLES

1：Head->Data Input->Data

Match: 根据他们的属性发现 cannot match ，因为是同类的

处理节点: 所以把新的data放在原来的data后面，然后head往后移一位，Reservation同理

HEAD=DATA->DATA

2：Head->Data Input->Reservation （取数据）

Match: 成功match，就把Data的item变为reservation的值（null,有主了），并且返回数据。

处理节点：没动，head还在原地

HEAD=DATA（用过）

3：Head->Reservation Input->Data（放数据）

Match: 成功match，就把Reservation的item变为Data的值（有主了），并且叫waiter来取

处理节点：没动

HEAD=RESERVATION(用过)

总结：LinkedTransferQueue通过CAS尝试放入data或增加reservation。

其消耗小于把整个队列锁掉，但是在并发特别高的情况下大家抢着尝试一样会影响速度

至于为什么跨过了1.6到1.7这个类才出现我觉得有点神奇

简单用法介绍------------------------------------------------------------------------------------------------------

存：

put(); 放元素进去队列，注意队列是可以无限长的

add(); 同上

transfer(); 这个是重点，如果队列中有人发现有人在等，则直接给那个人（有一个参数waiter指定了在等的线程）

如果没人在等，就放进队列

取：

poll(); 立即返回，如果没有元素就是空

take(); 如果没有元素，那就等

PS：最好是用poll然后自己处理空的状况，如果全是take然后又迟迟没有东西，那就一堆内存在等了。