java多线程 --ConcurrentLinkedQueue 非阻塞线程安全队列

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。它采用了“wait-free”算法（即CAS算法）来实现。

阻塞队列BlockingQueue：

支持阻塞的插入方法：意思是当队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满。
支持阻塞的移除方法：意思是在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。

Java里的阻塞队列

ArrayBlockingQueue：一个由数组结构组成的有界阻塞队列,此队列按照先进先出（FIFO）的原则对元素进行排序,不保证线程公平的访问队列;
LinkedBlockingQueue：一个由链表结构组成的有界阻塞队列，FIFO先进先出。
PriorityBlockingQueue：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
DelayQueue：是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。
SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。
LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

ArrayBlockingQueue 通过 ArrayBlockingQueue fairQueue = new ArrayBlockingQueue(1000,true);保证线程公平访问队列。

看下构造方法：

  public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {

        if (capacity <= 0)

            throw new IllegalArgumentException();

        this.items = new Object[capacity];

        lock = new ReentrantLock(fair);

        notEmpty = lock.newCondition();

        notFull =  lock.newCondition();

    }

使用可重入锁实现。

DelayQueue使用场景：

缓存系统设计；
定时任务调度；

SynchronousQueue是一个不存储元素的阻塞队列。每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素。
它支持公平访问队列。默认情况下线程采用非公平性策略访问队列。
SynchronousQueue的吞吐量高于LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue。

Fork Join框架：

Fork/Join框架是Java 7提供的一个用于并行执行任务的框架，是一个把大任务分割成若干个小任务，最终汇总每个小任务结果后得到大任务结果的框架。

工作窃取算法：

优点：充分利用线程并行计算，减少线程间竞争。

缺点：在某些情况下还是存在竞争，比如双端队列里只有一个任务时。并且该算法会消耗了更多的系统资源，比如创建多个线程和多个双端队列。

框架设计：

分割任务。首先我们需要有一个fork类来把大任务分割成子任务，有可能子任务还是很大，所以还需要不停地分割，直到分割出的子任务足够小。
执行任务并合并结果。分割的子任务分别放在双端队列里，然后几个启动线程分别从双端队列里获取任务执行。子任务执行完的结果都统一放在一个队列里，启动一个线程从队列里拿数据，然后合并这些数据。