Java中并发Queue种类
在并发编程中我们有时候需要使用线程安全的队列。如果我们要实现一个线程安全的队列有两种实现方式一种是使用阻塞算法，另一种是使用非阻塞算法。
阻塞算法: BlockingQueue接口实现类，
非阻塞算法: ConcurrentLinkedQueue类
ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue是一个基于链接节点的无界线程安全队列，它采用先进先出的规则对节点进行排序，当我们添加一个元素的时候，它会添加到队列的尾部，当我们获取一个元素时，它会返回队列头部的元素。因为是无锁方式实现，所以适合在高并发场景，性能要优于BlockingQueue接口实现的子类对象
1,使用CAS算法来入队
public boolean offer(E e) {
if (e == null) throw new NullPointerException();
//入队前，创建一个入队节点
Node</e><e> n = new Node</e><e>(e);
retry:
//死循环，入队不成功反复入队。
for (;;) {
//创建一个指向tail节点的引用
Node</e><e> t = tail;
//p用来表示队列的尾节点，默认情况下等于tail节点。
Node</e><e> p = t;
for (int hops = 0; ; hops++) {
//获得p节点的下一个节点。
Node</e><e> next = succ(p);
//next节点不为空，说明p不是尾节点，需要更新p后在将它指向next节点
if (next != null) {
//循环了两次及其以上，并且当前节点还是不等于尾节点
if (hops > HOPS && t != tail)
continue retry;
p = next;
}
//如果p是尾节点，则设置p节点的next节点为入队节点。
else if (p.casNext(null, n)) {
//如果tail节点有大于等于1个next节点，则将入队节点设置成tair节点，更新失败了也没关系，因为失败了表示有其他线程成功更新了tair节点。
if (hops >= HOPS)
casTail(t, n); // 更新tail节点，允许失败
return true;
}
// p有next节点,表示p的next节点是尾节点，则重新设置p节点
else {
p = succ(p);
}
}
}
}
BlockingQueue接口
BlockingQueue 是个接口，需要使用它的实现之一来使用 BlockingQueue。java.util.concurrent 具有以下 BlockingQueue 接口的实现(Java 6)：
- ArrayBlockingQueue
- DelayQueue
- LinkedBlockingQueue
- PriorityBlockingQueue
- SynchronousQueue
BlockingQueue 通常用于一个线程生产对象，而另外一个线程消费这些对象的场景。
BlockingQueue 接口中的方法
BlockingQueue 具有 4 组不同的方法用于插入、移除以及对队列中的元素进行检查。如果请求的操作不能得到立即执行的话，每个方法的表现也不同。
四组不同的行为方式解释：
- 抛异常：如果试图的操作无法立即执行，抛一个异常。
- 特定值：如果试图的操作无法立即执行，返回一个特定的值(常常是 true / false)。
- 阻塞：如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行。
- 超时：如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行，但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是 true / false)。
注意：
- 无法向一个 BlockingQueue 中插入 null。如果你试图插入 null，BlockingQueue 将会抛出一个 NullPointerException。
- 可以访问到 BlockingQueue 中的所有元素，而不仅仅是开始和结束的元素。
1,数组阻塞队列 ArrayBlockingQueue
ArrayBlockingQueue 是一个有界的阻塞队列，其内部实现是将对象放到一个数组里。有界也就意味着，它不能够存储无限多数量的元素。它有一个同一时间能够存储元素数量的上限。你可以在对其初始化的时候设定这个上限，但之后就无法对这个上限进行修改了(注：因为它是基于数组实现的，也就具有数组的特性：一旦初始化，大小就无法修改)。
ArrayBlockingQueue 内部以 FIFO(先进先出)的顺序对元素进行存储。队列中的头元素在所有元素之中是放入时间最久的那个，而尾元素则是最短的那个。
ArrayBlockingQueue在生产者放入数据和消费者获取数据，都是共用同一个锁对象，由此也意味着两者无法真正并行运行。
2,链阻塞队列 LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue 内部以一个链式结构(链接节点)对其元素进行存储。如果需要的话，这一链式结构可以选择一个上限。如果没有定义上限，将使用 Integer.MAX_VALUE 作为上限。
LinkedBlockingQueue 内部以 FIFO(先进先出)的顺序对元素进行存储。队列中的头元素在所有元素之中是放入时间最久的那个，而尾元素则是最短的那个。
通过putLock和takeLock两个锁进行同步，两个锁分别实例化notFull和notEmpty两个Condtion，用来协调多线程的存取动作。其中某些方法(如remove,toArray,toString,clear等)的同步需要同时获得这两个锁，并且总是先putLock.lock紧接着takeLock.lock(在同一方法fullyLock中)，这样的顺序是为了避免可能出现的死锁情况。
3,延迟队列 DelayQueue
Delayed 元素的一个无界阻塞队列，只有在延迟期满时才能从中提取元素。该队列的头部 是延迟期满后保存时间最长的 Delayed 元素。如果延迟都还没有期满，则队列没有头部，并且 poll 将返回 null。当一个元素的getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一个小于或等于零的值时，则出现期满。java.util.concurrent.Delayed 接口定义：
public interface Delayed extends Comparable<Delayed< {
public long getDelay(TimeUnit timeUnit);
}
DelayQueue 将会在每个元素的 getDelay() 方法返回的值的时间段之后才释放掉该元素。如果返回的是 0 或者负值，延迟将被认为过期，该元素将会在 DelayQueue 的下一次 take 被调用的时候被释放掉。 传递给 getDelay 方法的 getDelay 实例是一个枚举类型，它表明了将要延迟的时间段。TimeUnit 枚举将会取以下值：
DAYS
HOURS
MINUTES
SECONDS
MILLISECONDS
MICROSECONDS
NANOSECONDS
Delayed 接口也继承了 java.lang.Comparable 接口，这也就意味着 Delayed 对象之间可以进行对比。这个可能在对 DelayQueue 队列中的元素进行排序时有用，因此它们可以根据过期时间进行有序释放。
4,具有优先级的阻塞队列 PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue 是一个无界的并发队列。它使用了和类 java.util.PriorityQueue 一样的排序规则。你无法向这个队列中插入 null 值。
所有插入到 PriorityBlockingQueue 的元素必须实现 java.lang.Comparable 接口。因此该队列中元素的排序就取决于你自己的 Comparable 实现。
注意 PriorityBlockingQueue 对于具有相等优先级(compare() == 0)的元素并不强制任何特定行为。
如果你从一个 PriorityBlockingQueue 获得一个 Iterator 的话，该 Iterator 并不能保证它对元素的遍历是以优先级为序的。
5,同步队列 SynchronousQueue
SynchronousQueue 是一个特殊的队列，它的内部同时只能够容纳单个元素。如果该队列已有一元素的话，试图向队列中插入一个新元素的线程将会阻塞，直到另一个线程将该元素从队列中抽走。同样，如果该队列为空，试图向队列中抽取一个元素的线程将会阻塞，直到另一个线程向队列中插入了一条新的元素。