JAVA 1.7并发之LinkedTransferQueue原理理解
昨天刚看完BlockingQueue觉得好高级啊,今天扫到1.7就发现了升级版。。。。
如果对内容觉得不够充分,可以去看http://www.cs.rochester.edu/u/scott/papers/2009_Scherer_CACM_SSQ.pdf
就是作者的论文啦,纯英文。。。比较难啃,但是我觉得逻辑上比看代码容易理解,其实代码什么u啊h啊看得很混
LinkedTransferQueue
起源: 我觉得是这样的,之前的BlockingQueue是对 读取 或者 写入 锁定整个队列,所以在比较繁忙的时候,各种锁比较耗时
而当时有一个SynchronizedQueue其实不能叫Queue,因为只能放一个物件,要么有一个物件在等人拿,要么有一个空等人放
根据这个原理,诞生了LinkedTransferQueue,利用CompareAndSwap进行一个无阻塞的队列,针对每一个操作进行处理样大家就不用抢得那么辛苦了
数据结构
在类的内部保持着一个栈,基本单位是node,根据 hasData区分里面有两种元素,要么是 Data 要么是 Reservation,不会同时存在
并且有一个变量head指向最前面的node,没东西则是null
Node
{
isData 是不是数据,是的话item放具体东西
item 如果不是数据则为null
next 下一个节点
waiter 如果不是数据则是reservation,有一个线程在等待
}
过程:
整个存取过程分成两部分
1:MATCH(原节点,新节点)
for (;;) { // restart on append race for (Node h = head, p = h; p != null;) { // 如果头结点为空则跳过,非空进去找第一个可用节点 boolean isData = p.isData; Object item = p.item; if (item != p && (item != null) == isData) { // 判断原节点可用性,如data的item应该是数值,如果是null则表明用过了 if (isData == haveData) // 两个节点是相同类型,不用match了,去下一步 break; if (p.casItem(item, e)) { // 节点不同类型,match成功,更改原节点item,表明不可用 for (Node q = p; q != h;) {//什么,我居然不是head节点了?我要让它指向我! Node n = q.next; // update by 2 unless singleton if (head == h && casHead(h, n == null ? q : n)) { h.forgetNext(); break; } // advance and retry if ((h = head) == null || (q = h.next) == null || !q.isMatched()) break; // unless slack < 2 } LockSupport.unpark(p.waiter);//根据原节点的类型,reservation则叫人收货,data则叫null收货 return LinkedTransferQueue.<E>cast(item);//根据原节点的类型,reservation则返回null,data则返回数据 } } Node n = p.next;//下一个节点 p = (p != n) ? n : (h = head); // Use head if p offlist }
重点是找出第一个可用节点,如果是null则跳过,如果与进来的节点相同(本来就有data,还放data)也跳过,如果不同(本来是data,现在是reservation,返回data值 / 本来是reservation,现在是data,叫人来收货,返回reservation值=空)
2:处理节点
if (how != NOW) { // No matches available if (s == null) s = new Node(e, haveData); Node pred = tryAppend(s, haveData);//尝试添加新node if (pred == null) continue retry; // 不成功则重试整个过程 if (how != ASYNC) return awaitMatch(s, pred, e, (how == TIMED), nanos);//根据参数,等不等别人放数据,拿数据,等多久 } return e; // not waiting
MATCH失败了才会进入这个环节,把新节点放进栈内,并根据参数决定立刻返回或者等待返回
EXAMPLES
1:Head->Data Input->Data
Match: 根据他们的属性 发现 cannot match ,因为是同类的
处理节点: 所以把新的data放在原来的data后面,然后head往后移一位,Reservation同理
HEAD=DATA->DATA
2:Head->Data Input->Reservation (取数据)
Match: 成功match,就把Data的item变为reservation的值(null,有主了),并且返回数据。
处理节点: 没动,head还在原地
HEAD=DATA(用过)
3:Head->Reservation Input->Data(放数据)
Match: 成功match,就把Reservation的item变为Data的值(有主了),并且叫waiter来取
处理节点: 没动
HEAD=RESERVATION(用过)
总结:LinkedTransferQueue通过CAS尝试放入data或增加reservation。
其消耗小于把整个队列锁掉,但是在并发特别高的情况下大家抢着尝试一样会影响速度
至于为什么跨过了1.6到1.7这个类才出现我觉得有点神奇
简单用法介绍------------------------------------------------------------------------------------------------------
存:
put(); 放元素进去队列,注意队列是可以无限长的
add(); 同上
transfer(); 这个是重点,如果队列中有人发现有人在等,则直接给那个人(有一个参数waiter指定了在等的线程)
如果没人在等,就放进队列
取:
poll(); 立即返回,如果没有元素就是空
take(); 如果没有元素,那就等
PS:最好是用poll然后自己处理空的状况,如果全是take然后又迟迟没有东西,那就一堆内存在等了。
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