（1）LinkedTransferQueue是什么東東？
為西峽等地區(qū)用戶提供了全套網(wǎng)頁設(shè)計(jì)制作服務(wù)，及西峽網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)解決方案。主營業(yè)務(wù)為網(wǎng)站制作、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、西峽網(wǎng)站設(shè)計(jì)，以傳統(tǒng)方式定制建設(shè)網(wǎng)站，并提供域名空間備案等一條龍服務(wù)，秉承以專業(yè)、用心的態(tài)度為用戶提供真誠的服務(wù)。我們深信只要達(dá)到每一位用戶的要求，就會得到認(rèn)可，從而選擇與我們長期合作。這樣，我們也可以走得更遠(yuǎn)！
（2）LinkedTransferQueue是怎么實(shí)現(xiàn)阻塞隊(duì)列的？
（3）LinkedTransferQueue是怎么控制并發(fā)安全的？
（4）LinkedTransferQueue與SynchronousQueue有什么異同？
LinkedTransferQueue是LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue（公平模式）、ConcurrentLinkedQueue三者的集合體，它綜合了這三者的方法，并且提供了更加高效的實(shí)現(xiàn)方式。
LinkedTransferQueue實(shí)現(xiàn)了TransferQueue接口，而TransferQueue接口是繼承自BlockingQueue的，所以LinkedTransferQueue也是一個(gè)阻塞隊(duì)列。
TransferQueue接口中定義了以下幾個(gè)方法：
重慶分公司
重慶分公司
// 嘗試移交元素
boolean tryTransfer(E e);
// 移交元素
void transfer(E e) throws InterruptedException;
// 嘗試移交元素（有超時(shí)時(shí)間）
boolean tryTransfer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException;
// 判斷是否有消費(fèi)者
boolean hasWaitingConsumer();
// 查看消費(fèi)者的數(shù)量
int getWaitingConsumerCount();主要是定義了三個(gè)移交元素的方法，有阻塞的，有不阻塞的，有超時(shí)的。
LinkedTransferQueue使用了一個(gè)叫做dual data structure的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，或者叫做dual queue，譯為雙重?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者雙重隊(duì)列。
雙重隊(duì)列是什么意思呢？
放取元素使用同一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)具有兩種模式，一種是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，一種是非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。
放元素時(shí)先跟隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)對比，如果頭節(jié)點(diǎn)是非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，就讓他們匹配，如果頭節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，就生成一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)放在隊(duì)列尾端（入隊(duì)）。
取元素時(shí)也是先跟隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)對比，如果頭節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，就讓他們匹配，如果頭節(jié)點(diǎn)是非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，就生成一個(gè)非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)放在隊(duì)列尾端（入隊(duì)）。
用圖形來表示就是下面這樣：
不管是放元素還是取元素，都先跟頭節(jié)點(diǎn)對比，如果二者模式不一樣就匹配它們，如果二者模式一樣，就入隊(duì)。
// 頭節(jié)點(diǎn)
transient volatile Node head;
// 尾節(jié)點(diǎn)
private transient volatile Node tail;
// 放取元素的幾種方式：
// 立即返回，用于非超時(shí)的poll()和tryTransfer()方法中
private static final int NOW = 0; // for untimed poll, tryTransfer
// 異步，不會阻塞，用于放元素時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部使用×××單鏈表存儲元素，不會阻塞放元素的過程
private static final int ASYNC = 1; // for offer, put, add
// 同步，調(diào)用的時(shí)候如果沒有匹配到會阻塞直到匹配到為止
private static final int SYNC = 2; // for transfer, take
// 超時(shí)，用于有超時(shí)的poll()和tryTransfer()方法中
private static final int TIMED = 3; // for timed poll, tryTransferstatic final class Node {
// 是否是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（也就標(biāo)識了是生產(chǎn)者還是消費(fèi)者）
final boolean isData; // false if this is a request node
// 元素的值
volatile Object item; // initially non-null if isData; CASed to match
// 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
volatile Node next;
// 持有元素的線程
volatile Thread waiter; // null until waiting
}典型的單鏈表結(jié)構(gòu)，內(nèi)部除了存儲元素的值和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針外，還包含了是否為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和持有元素的線程。
內(nèi)部通過isData區(qū)分是生產(chǎn)者還是消費(fèi)者。
public LinkedTransferQueue() {
}
public LinkedTransferQueue(Collection c) {
this();
addAll(c);
}只有這兩個(gè)構(gòu)造方法，且沒有初始容量，所以是×××的一個(gè)阻塞隊(duì)列。
四個(gè)方法都是一樣的，使用異步的方式調(diào)用xfer()方法，傳入的參數(shù)都一模一樣。
public void put(E e) {
// 異步模式，不會阻塞，不會超時(shí)
// 因?yàn)槭欠旁?，單鏈表存儲，會一直往后? xfer(e, true, ASYNC, 0);
}
public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) {
xfer(e, true, ASYNC, 0);
return true;
}
public boolean offer(E e) {
xfer(e, true, ASYNC, 0);
return true;
}
public boolean add(E e) {
xfer(e, true, ASYNC, 0);
return true;
}xfer(E e, boolean haveData, int how, long nanos)的參數(shù)分別是：
（1）e表示元素；
（2）haveData表示是否是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，
（3）how表示放取元素的方式，上面提到的四種，NOW、ASYNC、SYNC、TIMED；
（4）nanos表示超時(shí)時(shí)間；
出隊(duì)的四個(gè)方法也是直接或間接的調(diào)用xfer()方法，放取元素的方式和超時(shí)規(guī)則略微不同，本質(zhì)沒有大的區(qū)別。
public E remove() {
E x = poll();
if (x != null)
return x;
else
throw new NoSuchElementException();
}
public E take() throws InterruptedException {
// 同步模式，會阻塞直到取到元素
E e = xfer(null, false, SYNC, 0);
if (e != null)
return e;
Thread.interrupted();
throw new InterruptedException();
}
public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
// 有超時(shí)時(shí)間
E e = xfer(null, false, TIMED, unit.toNanos(timeout));
if (e != null || !Thread.interrupted())
return e;
throw new InterruptedException();
}
public E poll() {
// 立即返回，沒取到元素返回null
return xfer(null, false, NOW, 0);
}取元素就各有各的玩法了，有同步的，有超時(shí)的，有立即返回的。
public boolean tryTransfer(E e) {
// 立即返回
return xfer(e, true, NOW, 0) == null;
}
public void transfer(E e) throws InterruptedException {
// 同步模式
if (xfer(e, true, SYNC, 0) != null) {
Thread.interrupted(); // failure possible only due to interrupt
throw new InterruptedException();
}
}
public boolean tryTransfer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
// 有超時(shí)時(shí)間
if (xfer(e, true, TIMED, unit.toNanos(timeout)) == null)
return true;
if (!Thread.interrupted())
return false;
throw new InterruptedException();
}請注意第二個(gè)參數(shù)，都是true，也就是這三個(gè)方法其實(shí)也是放元素的方法。
這里xfer()方法的幾種模式到底有什么區(qū)別呢？請看下面的分析。
private E xfer(E e, boolean haveData, int how, long nanos) {
// 不允許放入空元素
if (haveData && (e == null))
throw new NullPointerException();
Node s = null; // the node to append, if needed
// 外層循環(huán)，自旋，失敗就重試
retry:
for (;;) { // restart on append race
// 下面這個(gè)for循環(huán)用于控制匹配的過程
// 同一時(shí)刻隊(duì)列中只會存儲一種類型的節(jié)點(diǎn)
// 從頭節(jié)點(diǎn)開始嘗試匹配，如果頭節(jié)點(diǎn)被其它線程先一步匹配了
// 就再嘗試其下一個(gè)，直到匹配到為止，或者到隊(duì)列中沒有元素為止
for (Node h = head, p = h; p != null;) { // find & match first node
// p節(jié)點(diǎn)的模式
boolean isData = p.isData;
// p節(jié)點(diǎn)的值
Object item = p.item;
// p沒有被匹配到
if (item != p && (item != null) == isData) { // unmatched
// 如果兩者模式一樣，則不能匹配，跳出循環(huán)后嘗試入隊(duì)
if (isData == haveData) // can't match
break;
// 如果兩者模式不一樣，則嘗試匹配
// 把p的值設(shè)置為e（如果是取元素則e是null，如果是放元素則e是元素值）
if (p.casItem(item, e)) { // match
// 匹配成功
// for里面的邏輯比較復(fù)雜，用于控制多線程同時(shí)放取元素時(shí)出現(xiàn)競爭的情況的
// 看不懂可以直接跳過
for (Node q = p; q != h;) {
// 進(jìn)入到這里可能是頭節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被匹配，然后p會變成h的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
Node n = q.next; // update by 2 unless singleton
// 如果head還沒變，就把它更新成新的節(jié)點(diǎn)
// 并把它刪除（forgetNext()會把它的next設(shè)為自己，也就是從單鏈表中刪除了）
// 這時(shí)為什么要把head設(shè)為n呢？因?yàn)榈竭@里了，肯定head本身已經(jīng)被匹配掉了
// 而上面的p.casItem()又成功了，說明p也被當(dāng)前這個(gè)元素給匹配掉了
// 所以需要把它們倆都出隊(duì)列，讓其它線程可以從真正的頭開始，不用重復(fù)檢查了
if (head == h && casHead(h, n == null ? q : n)) {
h.forgetNext();
break;
} // advance and retry
// 如果新的頭節(jié)點(diǎn)為空，或者其next為空，或者其next未匹配，就重試
if ((h = head) == null ||
(q = h.next) == null || !q.isMatched())
break; // unless slack < 2
}
// 喚醒p中等待的線程
LockSupport.unpark(p.waiter);
// 并返回匹配到的元素
return LinkedTransferQueue.cast(item);
}
}
// p已經(jīng)被匹配了或者嘗試匹配的時(shí)候失敗了
// 也就是其它線程先一步匹配了p
// 這時(shí)候又分兩種情況，p的next還沒來得及修改，p的next指向了自己
// 如果p的next已經(jīng)指向了自己，就重新取head重試，否則就取其next重試
Node n = p.next;
p = (p != n) ? n : (h = head); // Use head if p offlist
}
// 到這里肯定是隊(duì)列中存儲的節(jié)點(diǎn)類型和自己一樣
// 或者隊(duì)列中沒有元素了
// 就入隊(duì)（不管放元素還是取元素都得入隊(duì)）
// 入隊(duì)又分成四種情況：
// NOW，立即返回，沒有匹配到立即返回，不做入隊(duì)操作
// ASYNC，異步，元素入隊(duì)但當(dāng)前線程不會阻塞（相當(dāng)于×××LinkedBlockingQueue的元素入隊(duì)）
// SYNC，同步，元素入隊(duì)后當(dāng)前線程阻塞，等待被匹配到
// TIMED，有超時(shí)，元素入隊(duì)后等待一段時(shí)間被匹配，時(shí)間到了還沒匹配到就返回元素本身
// 如果不是立即返回
if (how != NOW) { // No matches available
// 新建s節(jié)點(diǎn)
if (s == null)
s = new Node(e, haveData);
// 嘗試入隊(duì)
Node pred = tryAppend(s, haveData);
// 入隊(duì)失敗，重試
if (pred == null)
continue retry; // lost race vs opposite mode
// 如果不是異步（同步或者有超時(shí)）
// 就等待被匹配
if (how != ASYNC)
return awaitMatch(s, pred, e, (how == TIMED), nanos);
}
return e; // not waiting
}
}
private Node tryAppend(Node s, boolean haveData) {
// 從tail開始遍歷，把s放到鏈表尾端
for (Node t = tail, p = t;;) { // move p to last node and append
Node n, u; // temps for reads of next & tail
// 如果首尾都是null，說明鏈表中還沒有元素
if (p == null && (p = head) == null) {
// 就讓首節(jié)點(diǎn)指向s
// 注意，這里插入第一個(gè)元素的時(shí)候tail指針并沒有指向s
if (casHead(null, s))
return s; // initialize
}
else if (p.cannotPrecede(haveData))
// 如果p無法處理，則返回null
// 這里無法處理的意思是，p和s節(jié)點(diǎn)的類型不一樣，不允許s入隊(duì)
// 比如，其它線程先入隊(duì)了一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，這時(shí)候要入隊(duì)一個(gè)非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，就不允許，
// 隊(duì)列中所有的元素都要保證是同一種類型的節(jié)點(diǎn)
// 返回null后外面的方法會重新嘗試匹配重新入隊(duì)等
return null; // lost race vs opposite mode
else if ((n = p.next) != null) // not last; keep traversing
// 如果p的next不為空，說明不是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
// 則讓p重新指向最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
p = p != t && t != (u = tail) ? (t = u) : // stale tail
(p != n) ? n : null; // restart if off list
else if (!p.casNext(null, s))
// 如果CAS更新s為p的next失敗
// 則說明有其它線程先一步更新到p的next了
// 就讓p指向p的next，重新嘗試讓s入隊(duì)
p = p.next; // re-read on CAS failure
else {
// 到這里說明s成功入隊(duì)了
// 如果p不等于t，就更新tail指針
// 還記得上面插入第一個(gè)元素時(shí)tail指針并沒有指向新元素嗎？
// 這里就是用來更新tail指針的
if (p != t) { // update if slack now >= 2
while ((tail != t || !casTail(t, s)) &&
(t = tail) != null &&
(s = t.next) != null && // advance and retry
(s = s.next) != null && s != t);
}
// 返回p，即s的前一個(gè)元素
return p;
}
}
}
private E awaitMatch(Node s, Node pred, E e, boolean timed, long nanos) {
// 如果是有超時(shí)的，計(jì)算其超時(shí)時(shí)間
final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
// 當(dāng)前線程
Thread w = Thread.currentThread();
// 自旋次數(shù)
int spins = -1; // initialized after first item and cancel checks
// 隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)讓一些自旋的線程讓出CPU
ThreadLocalRandom randomYields = null; // bound if needed
for (;;) {
Object item = s.item;
// 如果s元素的值不等于e，說明它被匹配到了
if (item != e) { // matched
// assert item != s;
// 把s的item更新為s本身
// 并把s中的waiter置為空
s.forgetContents(); // avoid garbage
// 返回匹配到的元素
return LinkedTransferQueue.cast(item);
}
// 如果當(dāng)前線程中斷了，或者有超時(shí)的到期了
// 就更新s的元素值指向s本身
if ((w.isInterrupted() || (timed && nanos <= 0)) &&
s.casItem(e, s)) { // cancel
// 嘗試解除s與其前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)系
// 也就是刪除s節(jié)點(diǎn)
unsplice(pred, s);
// 返回元素的值本身，說明沒匹配到
return e;
}
// 如果自旋次數(shù)小于0，就計(jì)算自旋次數(shù)
if (spins < 0) { // establish spins at/near front
// spinsFor()計(jì)算自旋次數(shù)
// 如果前面有節(jié)點(diǎn)未被匹配就返回0
// 如果前面有節(jié)點(diǎn)且正在匹配中就返回一定的次數(shù)，等待
if ((spins = spinsFor(pred, s.isData)) > 0)
// 初始化隨機(jī)數(shù)
randomYields = ThreadLocalRandom.current();
}
else if (spins > 0) { // spin
// 還有自旋次數(shù)就減1
--spins;
// 并隨機(jī)讓出CPU
if (randomYields.nextInt(CHAINED_SPINS) == 0)
Thread.yield(); // occasionally yield
}
else if (s.waiter == null) {
// 更新s的waiter為當(dāng)前線程
s.waiter = w; // request unpark then recheck
}
else if (timed) {
// 如果有超時(shí)，計(jì)算超時(shí)時(shí)間，并阻塞一定時(shí)間
nanos = deadline - System.nanoTime();
if (nanos > 0L)
LockSupport.parkNanos(this, nanos);
}
else {
// 不是超時(shí)的，直接阻塞，等待被喚醒
// 喚醒后進(jìn)入下一次循環(huán)，走第一個(gè)if的邏輯就返回匹配的元素了
LockSupport.park(this);
}
}
} 這三個(gè)方法里的內(nèi)容特別復(fù)雜，很大一部分代碼都是在控制線程安全，各種CAS，我們這里簡單描述一下大致的邏輯：
（1）來了一個(gè)元素，我們先查看隊(duì)列頭的節(jié)點(diǎn)，是否與這個(gè)元素的模式一樣；
（2）如果模式不一樣，就嘗試讓他們匹配，如果頭節(jié)點(diǎn)被別的線程先匹配走了，就嘗試與頭節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)匹配，如此一直往后，直到匹配到或到鏈表尾為止；
（3）如果模式一樣，或者到鏈表尾了，就嘗試入隊(duì)；
（4）入隊(duì)的時(shí)候有可能鏈表尾修改了，那就尾指針后移，再重新嘗試入隊(duì)，依此往復(fù)；
（5）入隊(duì)成功了，就自旋或阻塞，阻塞了就等待被其它線程匹配到并喚醒；
（6）喚醒之后進(jìn)入下一次循環(huán)就匹配到元素了，返回匹配到的元素；
（7）是否需要入隊(duì)及阻塞有四種情況：
a）NOW，立即返回，沒有匹配到立即返回，不做入隊(duì)操作
對應(yīng)的方法有：poll()、tryTransfer(e)
b）ASYNC，異步，元素入隊(duì)但當(dāng)前線程不會阻塞（相當(dāng)于×××LinkedBlockingQueue的元素入隊(duì)）
對應(yīng)的方法有：add(e)、offer(e)、put(e)、offer(e, timeout, unit)
c）SYNC，同步，元素入隊(duì)后當(dāng)前線程阻塞，等待被匹配到
對應(yīng)的方法有：take()、transfer(e)
d）TIMED，有超時(shí)，元素入隊(duì)后等待一段時(shí)間被匹配，時(shí)間到了還沒匹配到就返回元素本身
對應(yīng)的方法有：poll(timeout, unit)、tryTransfer(e, timeout, unit)（1）LinkedTransferQueue可以看作LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue（公平模式）、ConcurrentLinkedQueue三者的集合體；
（2）LinkedTransferQueue的實(shí)現(xiàn)方式是使用一種叫做雙重隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
（3）不管是取元素還是放元素都會入隊(duì)；
（4）先嘗試跟頭節(jié)點(diǎn)比較，如果二者模式不一樣，就匹配它們，組成CP，然后返回對方的值；
（5）如果二者模式一樣，就入隊(duì)，并自旋或阻塞等待被喚醒；
（6）至于是否入隊(duì)及阻塞有四種模式，NOW、ASYNC、SYNC、TIMED；
（7）LinkedTransferQueue全程都沒有使用synchronized、重入鎖等比較重的鎖，基本是通過 自旋+CAS 實(shí)現(xiàn)；
（8）對于入隊(duì)之后，先自旋一定次數(shù)后再調(diào)用LockSupport.park()或LockSupport.parkNanos阻塞；
LinkedTransferQueue與SynchronousQueue（公平模式）有什么異同呢？
（1）在java8中兩者的實(shí)現(xiàn)方式基本一致，都是使用的雙重隊(duì)列；
（2）前者完全實(shí)現(xiàn)了后者，但比后者更靈活；
（3）后者不管放元素還是取元素，如果沒有可匹配的元素，所在的線程都會阻塞；
（4）前者可以自己控制放元素是否需要阻塞線程，比如使用四個(gè)添加元素的方法就不會阻塞線程，只入隊(duì)元素，使用transfer()會阻塞線程；
（5）取元素兩者基本一樣，都會阻塞等待有新的元素進(jìn)入被匹配到；
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