Java LinkedBlockingDeque的addFirst()方法

LinkedBlockingDeque是Java中的一个双向队列，可以在队首和队尾同时进行元素的插入和删除操作，其中addFirst()方法是在队首插入元素的操作方法。

LinkedBlockingDeque的使用

LinkedBlockingDeque是线程安全的，可以进行多线程的插入和删除操作。在使用时需要注意，队列没有容量限制，因此插入操作可能会一直阻塞直到队列中有空闲空间。

以下是使用LinkedBlockingDeque的示例代码：

import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;

public class LinkedBlockingDequeExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        LinkedBlockingDeque<Integer> deque = new LinkedBlockingDeque<>();

        deque.addLast(1);
        deque.addLast(2);
        deque.addFirst(3);

        System.out.println("队列中的元素为：");
        for (Integer i : deque) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

运行代码后，输出结果为：

队列中的元素为：
3
1
2

可以看出，在队首插入元素3后，队列中的元素变为了3、1、2。

LinkedBlockingDeque的addFirst()方法

addFirst()方法是在队首插入元素的操作方法。该方法的声明如下：

public void addFirst(E e)

其中，参数e为要插入的元素。

以下是使用addFirst()方法插入元素的示例代码：

import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;

public class AddFirstExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        LinkedBlockingDeque<Integer> deque = new LinkedBlockingDeque<>();

        deque.addLast(1);
        deque.addLast(2);
        deque.addFirst(3);

        System.out.println("队列中的元素为：");
        for (Integer i : deque) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

运行代码后，输出结果为：

队列中的元素为：
3
1
2

可以看出，使用addFirst()方法插入元素3后，队列中的元素变为了3、1、2。

addFirst()方法的实现机制

由于LinkedBlockingDeque是线程安全的，因此在插入元素时可能会出现多个线程同时进行插入的情况。对于这种情况，addFirst()方法的实现机制是在一个节点上进行争用，只有一个线程能够在该节点上进行插入，其他线程需要等待。

以下是addFirst()方法的简化版实现代码：

public void addFirst(E e) {
    Node<E> newNode = new Node<>(e);

    while (true) {
        Node<E> firstNode = first.get(); // 获取队首节点

        newNode.prev = null;
        newNode.next = firstNode;

        if (first.compareAndSet(firstNode, newNode)) { // 将newNode节点设置为队首节点
            firstNode.prev = newNode;

            count.incrementAndGet(); // 原子操作，队列元素个数+1
            return;
        }
    }
}

在代码中，使用了while循环和CAS操作实现了只有一个线程能够在该节点上进行插入的机制。在插入操作时，先获取队首节点，然后将新节点设为队首节点，如果在CAS操作中比较成功，则插入成功，否则继续循环进行插入操作。

总结

LinkedBlockingDeque是一个线程安全的双向队列，可以在队首和队尾同时进行元素的插入和删除操作。在使用时需要注意，队列没有容量限制，插入操作可能会一直阻塞直到队列中有空闲空间。addFirst()方法是在队首插入元素的操作方法，使用CAS操作实现了只有一个线程能够在该节点上进行插入的机制。