Java 入门指南：Java 并发编程 —— 并发容器 ConcurrentLinkedDeque

本文主要是介绍Java 入门指南：Java 并发编程 —— 并发容器 ConcurrentLinkedDeque，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

ConcurrentLinkedDeque

ConcurrentLinkedDeque 是 Java 并发工具包（java.util.concurrent 包）中的一个线程安全的双端队列（Deque）实现，实现了 Deque 接口。它使用了链表结构，并且针对高并发环境进行了优化，非常适合用于多线程环境中需要安全地并发访问双端队列的情况。ConcurrentLinkedDeque 不使用锁来保证线程安全，而是通过 CAS（Compare and Swap）原子操作来实现线程安全。

特点

1. 非阻塞：ConcurrentLinkedDeque 使用一种非阻塞的算法来实现并发操作，允许多个线程同时进行插入、删除和获取操作，而不需要进行锁定或阻塞。

2. 线程安全：ConcurrentLinkedDeque 提供了线程安全的操作，可以在多线程环境中使用而无需额外的同步操作。

3. 双向链表：ConcurrentLinkedDeque 是一个双向链表，可以在队列的头部和尾部进行插入、删除和获取操作。

4. 无界容量：ConcurrentLinkedDeque 没有容量限制，可以根据需要动态添加和移除元素。

构造方法

1. 创建一个空的 ConcurrentLinkedDeque。

ConcurrentLinkedDeque()

2. 创建一个包含给定集合中所有元素的 ConcurrentLinkedDeque，元素存储顺序为集合迭代器返回元素的顺序。如果给定集合为空，则创建一个空的 ConcurrentLinkedDeque。

ConcurrentLinkedDeque(Collection<? extends E> collection)

常用方法

• addFirst(E e): 将指定元素插入到双端队列的头部，如果插入成功则返回 true，否则返回 false。

• addLast(E e): 将指定元素插入到双端队列的尾部，如果插入成功则返回 true，否则返回 false。

• offerFirst(E e): 将指定元素插入到双端队列的头部，如果插入成功则返回 true，否则返回 false。

• offerLast(E e): 将指定元素插入到双端队列的尾部，如果插入成功则返回 true，否则返回 false。

• removeFirst(): 移除并返回双端队列的头部元素，如果队列为空，则抛出NoSuchElementException 异常。

• removeLast(): 移除并返回双端队列的尾部元素，如果队列为空，则抛出NoSuchElementException 异常。

• pollFirst(): 移除并返回双端队列的头部元素，如果队列为空则返回 null。

• pollLast(): 移除并返回双端队列的尾部元素，如果队列为空则返回 null。

• getFirst(): 返回双端队列的头部元素，但不移除该元素。

• getLast(): 返回双端队列的尾部元素，但不移除该元素。

• peekFirst(): 返回双端队列的头部元素，如果队列为空则返回 null

• peekLast(): 返回双端队列的尾部元素，如果队列为空则返回 null

• contains(Object o): 判断双端队列是否包含指定的元素。

• isEmpty(): 判断双端队列是否为空。

• size(): 返回双端队列的元素个数。

• iterator(): 返回在此双端队列中元素上按顺序进行迭代的迭代器。

• descendingIterator(): 返回在此双端队列中元素上按逆序进行迭代的迭代器。

• spliterator(): 创建一个分离器并行迭代双端队列中的元素。

使用示例

以下是一个简单的 ConcurrentLinkedDeque 使用示例，展示了如何创建一个双端队列，并在其上执行基本的操作：

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedDeque;public class ConcurrentLinkedDequeExample {public static void main(String[] args) {// 创建 ConcurrentLinkedDequeConcurrentLinkedDeque<String> deque = new ConcurrentLinkedDeque<>();// 添加元素deque.offerFirst("Apple");deque.offerLast("Banana");deque.offerFirst("Cherry");// 打印队列System.out.println("双端队列初始状态: " + deque);// 创建线程向队列中添加元素Thread addThread = new Thread(() -> {deque.offerFirst("Durian");deque.offerLast("Elderberry");System.out.println("添加元素后的双端队列: " + deque);});// 创建线程从队列中取出元素Thread pollThread = new Thread(() -> {while (!deque.isEmpty()) {String itemFirst = deque.pollFirst();String itemLast = deque.pollLast();if (itemFirst != null) {System.out.println("从队列前端取出元素: " + itemFirst);}if (itemLast != null) {System.out.println("从队列尾端取出元素: " + itemLast);}}});// 启动线程addThread.start();pollThread.start();try {// 等待线程结束addThread.join();pollThread.join();} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();System.err.println("主线程被中断");}// 打印最终队列状态System.out.println("最终双端队列状态: " + deque);}
}

注意事项

使用 ConcurrentLinkedDeque 时，应注意以下问题：

1. 弱一致性：ConcurrentLinkedDeque 提供的是弱一致性保证，这意味着如果存在多个线程并发操作双端队列，双端队列的顺序可能会发生变化。
2. 非阻塞特性：ConcurrentLinkedDeque 的 pollFirst 和 pollLast 方法在队列为空时会立即返回 null，而不是阻塞等待。这意味着如果你需要等待双端队列中有元素，应该考虑使用 BlockingDeque。
3. 迭代器快照：ConcurrentLinkedDeque 的 iterator 方法返回的是一个快照迭代器，不会反映迭代期间双端队列的变化。如果需要实时迭代双端队列中的元素，可以考虑使用其他机制，如轮询。
4. 内存回收：ConcurrentLinkedDeque 中的节点在没有引用指向时会被垃圾回收。因此，如果双端队列中的元素不再被引用，相应的节点也会被回收。

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