Java中的ConcurrentLinkedQueue以及示例

ConcurrentLinkedQueue是Java 5中引入的一种并发性较好的队列，它遵循FIFO(先进先出)原则，同时支持并发环境下的高并发读写操作。

下面我们将围绕ConcurrentLinkedQueue展开详细介绍，并提供使用示例。

ConcurrentLinkedQueue的概述

ConcurrentLinkedQueue的底层采用链表数据结构来存储元素，支持在队首和队尾插入和删除元素，各自保持独立的指针，从而实现并发读写操作。

值得注意的是，ConcurrentLinkedQueue不支持null元素。

ConcurrentLinkedQueue主要方法介绍

ConcurrentLinkedQueue提供了以下主要方法：

• add(E e): 添加元素，返回true或抛出异常
• offer(E e): 添加元素，返回true或false
• poll(): 获取并删除队首元素，队列为空时返回null
• peek(): 获取队首元素但不删除，队列为空时返回null
• size(): 返回队列元素个数

注：在并发环境下，使用size()方法的结果并不可靠，因为在执行size()的同时插入或删除操作可能发生，导致结果不准确。因此，通常情况下，我们需要自己维护一个变量来保存队列元素个数。

ConcurrentLinkedQueue使用示例

在使用ConcurrentLinkedQueue之前，我们需要先引入它：

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

然后我们就可以创建一个ConcurrentLinkedQueue对象并添加元素了：

ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
queue.add("element1");
queue.add("element2");
queue.add("element3");

下面是一个完整的使用示例：

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class ConcurrentLinkedQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {

        ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
        queue.add("element1");
        queue.offer("element2");
        queue.add("element3");
        queue.offer("element4");

        System.out.println("队列中的元素个数：" + queue.size());

        System.out.println("队首元素：" + queue.peek());
        System.out.println("队首元素并删除：" + queue.poll());

        System.out.println("队列中的元素个数：" + queue.size());

        for (String str : queue) {
            System.out.println("遍历元素：" + str);
        }
    }
}

运行结果如下：

队列中的元素个数：4
队首元素：element1
队首元素并删除：element1
队列中的元素个数：3
遍历元素：element2
遍历元素：element3
遍历元素：element4

ConcurrentLinkedQueue的性能测试

我们可以通过下面的测试程序对ConcurrentLinkedQueue的性能进行简单测试：

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class ConcurrentLinkedQueuePerformanceTest {

    public static void main(String[] args) {

        ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            queue.offer(i);
        }

        long enqueueTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        System.out.println("入队时间：" + enqueueTime + "ms");

        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            queue.poll();
        }

        long dequeueTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        System.out.println("出队时间：" + dequeueTime + "ms");
    }
}

对于10000000个元素的插入和删除操作，得到的结果如下：

入队时间：223ms
出队时间：263ms

可以看出，ConcurrentLinkedQueue的性能还是比较不错的。

结论

ConcurrentLinkedQueue是Java并发编程中很常用的一个基本工具，通过本文，我们了解了它的概述、主要方法、使用示例以及性能测试。在实际开发中，我们可以根据自己的需要，选择合适的数据结构来进行并发操作，以提高程序的性能和可靠性。