Java并发双端队列详解与应用

大家好，今天本人给大家带来文章《Java并发双端队列使用与解析》，文中内容主要涉及到，如果你对文章方面的知识点感兴趣，那就请各位朋友继续看下去吧~希望能真正帮到你们，谢谢！

ConcurrentLinkedDeque 是基于 CAS 无锁算法实现的线程安全双端队列，适用于高并发低争用场景；支持两端高效增删、弱一致性迭代器、非实时 size()，不允 null 元素，适合工作窃取、日志缓冲等最终一致性场景。

Java 中 ConcurrentLinkedDeque 是一个基于无锁（lock-free）算法实现的线程安全双端队列，适用于高并发、低争用场景。它不使用 synchronized 或 ReentrantLock，而是依赖 CAS（Compare-and-Swap）操作保证原子性，因此吞吐量高、扩展性好，但不保证强一致性，也不支持阻塞操作。

创建与基本用法

直接 new 即可，无需指定容量（底层是链表结构，动态扩容）：

  ConcurrentLinkedDeque deque = new ConcurrentLinkedDeque<>();

支持从两端高效添加/删除元素：

• 头部操作：offerFirst(e)、pollFirst()、peekFirst()
• 尾部操作：offerLast(e)、pollLast()、peekLast()
• 兼容 Queue 接口：offer(e) ≡ offerLast(e)，poll() ≡ pollFirst()，peek() ≡ peekFirst()

线程安全的关键特性

所有 public 方法都是线程安全的，内部通过原子更新 head/tail 节点 + 多次 CAS 重试实现。注意几个关键点：

• 迭代器弱一致性：遍历时可能跳过新插入元素，也可能包含已删除元素，但不会抛出 ConcurrentModificationException
• size() 方法非实时：需遍历链表计数，高并发下开销大且结果可能瞬间过期，建议避免在性能敏感路径调用
• 不允许 null 元素：add/offer 等方法遇到 null 会直接抛 NullPointerException

适用场景与替代建议

适合读多写少、对延迟敏感、能接受最终一致性的场景，例如：

• 工作窃取（Work-Stealing）线程池中的本地任务队列
• 日志缓冲区、事件暂存区等异步写入通道
• 需要快速 FIFO/LIFO 切换且无阻塞需求的管道

若需要阻塞能力（如 take() 等待非空）、精确 size 控制或更强顺序保证，应考虑 LinkedBlockingDeque（基于锁 + 条件队列）或 ArrayBlockingQueue（有界、可重入锁）。

简单无锁操作示例

比如多个线程向队列两端写入，主线程消费：

  // 生产者线程 A（加到头部）
  new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      deque.offerFirst("A-" + i);
    }
  }).start();

  // 生产者线程 B（加到尾部）
  new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      deque.offerLast("B-" + i);
    }
  }).start();

  // 消费者（按 FIFO 顺序取）
  while (!deque.isEmpty()) {
    String s = deque.poll(); // 等价于 pollFirst()
    if (s != null) System.out.println(s);
  }

注意：由于无锁和并发修改，实际输出顺序不严格确定，但每个元素只被消费一次，不会丢失或重复。

基本上就这些。ConcurrentLinkedDeque 的设计目标是高性能而非强语义，用对场景才能发挥优势。

今天关于《Java并发双端队列详解与应用》的内容就介绍到这里了，是不是学起来一目了然！想要了解更多关于的内容请关注golang学习网公众号！