Java高并发编程利用CAS实现一个无锁队列-刘宇一、什么是无锁(Lock-Free)队列二、线程不安全的队列三、线程安全的无锁队列 作者：刘宇 一、什么是无锁(Lock-Free)队列在多线程操作中，我们通常会添加锁来保证线程的安全，那么这样势必会影响程序的性能。那么为了解决这一问题，于是就有了在无锁操作的情况下依然能够保证线程的安全，实现无锁的原理就是利用了Campare and swap(
转载
2023-11-03 22:29:12
248阅读
BlockingQueue实现生产者-消费者是一个不错的选择，它很自然地实现了作为生产者和消费者的内存缓冲区。但是，BlockingQueue并不是一个高性能的实现，它完全使用锁和阻塞等待来实现线程间的同步。在高并发场合，它的性能并不是特别优越。 就像我们之前提过的ConcurrentLinkedQueue是一个高性能的队列，但是BlockingQueue只是为了方便数据共享。而
转载
2023-08-12 20:38:51
185阅读
# 无锁队列在 Java 中的应用
无锁队列是一种高效的数据结构，常用于并发编程中，能够有效地减少程序中的锁竞争，从而提高程序的性能。本文将介绍无锁队列的基本概念、实现原理，以及如何在 Java 中实现一个简单的无锁队列示例。
## 什么是无锁队列？
无锁队列是一种不使用锁机制来保证线程安全的队列。当多个线程对队列进行操作时，它们不会互相阻塞，相比于传统的使用锁的队列，无锁队列具有更高的并发
# Java无锁队列简介
## 什么是无锁队列
无锁队列是一种并发数据结构，它允许多个线程同时访问队列而不需要使用锁来保护共享资源。相比有锁队列，无锁队列的优势在于降低了线程之间的竞争，从而提高了并发性能。
在无锁队列中，线程可以通过原子操作来对队列进行读取和写入操作，而不需要等待其他线程释放锁。这样可以避免了线程之间的阻塞和唤醒的开销，提高了处理速度。
## 无锁队列的实现方式
无锁队
原创
2023-08-20 05:34:55
582阅读
无锁消息队列的实现消息队列（Message Queue），是分布式系统中重要的组件，其通用的使用场景可以简单地描述为：当不需要立即获得结果，但是并发量又需要进行控制的时候，差不多就是需要使用消息队列的时候。消息队列主要解决了应用耦合、异步处理、流量削锋等问题。这里主要介绍下无锁队列一 为什么需要无锁队列股票行情之类的（1）不要乱用，一秒处理几百、几千个元素 （2）每秒处理十几万个元素的时候再考虑有
转载
2024-01-26 09:36:56
107阅读
无锁队列是 lock-free 中最基本的数据结构，一般应用在需要一款高性能队列的场景下。对于多线程用户来说，无锁队列的入队和出队操作是线程安全的，不用再加锁控制。什么是无锁队列队列每个开发者都知道，那么什么又是无锁队列呢？字面理解起来就是一个无锁状态的队列，多个线程（消费者）同时操作数据的时候不需要加锁，因为加/解锁都是一个很消耗资源的动作。数据结构我们先看一下无锁队列的底层实现数据结构。无锁队
转载
2023-06-28 13:26:36
195阅读
简介 在进入今天的主题之前，我们先来了解一下一般使用的比较常用的锁。互斥锁和自旋锁。 互斥锁：如果取不到锁就会进入休眠，本身取锁的操作并不耗时，主要就是等待拿到锁的时间，并且这样的话会进行线程切换，比较耗资源；自旋锁就不一样了，在没有获取到锁的情况下不会休眠，而是一直忙等待下去，一直占据CPU，不进行线程的切换，这样的好处就是执行本身耗时比较短的
转载
2023-12-13 01:36:24
88阅读
# 无锁队列的实现指南
## 一、无锁队列概述
无锁队列是一种高效的数据结构，能在多线程环境下安全地进行数据的插入和删除操作，而无需使用传统的锁机制。无锁队列主要通过使用原子操作（如`compareAndSet`）和合适的内存模型来达到线程安全的目的。
本文将指导你实现一个简单的无锁队列，具体流程如下：
### 二、实现流程
| 步骤 | 描述
1 前言老规矩，介绍前先简单聊一下为啥需要无锁队列，主要解决了哪些问题。首先是为啥需要无锁队列，我们最常见的就是利用锁保护临界资源，在多线程中进行队列操作，当并发量起来会带来大量的线程切换开销，而使得真正用于数据插入和读取的时间被挤压带来性能瓶颈。另一方面是常规线程的分配队列操作都是新增一个节点或者释放一个节点都需要进行内存分配和释放，内存分配对于当前的线程也是阻塞操作的，频繁的内存分配也会导致性
转载
2023-07-19 02:26:40
0阅读
并发编程十六】无锁数据结构（2）——无锁队列一、简介二、原理图三、代码：实现三、代码：demo四、其他知识点1、delete 关键字2、delete 的扩展上一节我们讲解了无锁栈容器，这节我们讲解下无锁队列，如果大家还有基础知识不了解，建议先看下我的上两篇原子操作和无锁栈容器两篇文章。
原理图
无锁队列的实现方式，网上也是五花八门，挺多的。在此，我们讲解下：仅服务单一生产
转载
2023-07-14 15:33:54
239阅读
队列是我们非常常用的数据结构，用来提供数据的写入和读取功能，而且通常在不同线程之间作为数据通信的桥梁。不过在将无锁队列的算法之前，需要先了解一下CAS（compare and swap）的原理。由于多个线程同时操作同一个数据，其中肯定是存在竞争的，那么如何能够针对同一个数据进行操作，而且又不用加锁呢？ 这个就需要从底层，CPU层面支持原子修改操作，比如在X86的计算机平台，提供了XCHG指令，
转载
2023-07-19 02:27:15
143阅读
无锁队列正常的队列在多线程的情况下进行使用时，需要对其进行锁操作避免临界区冲突问题； 在思考这个问题的时候，针对的环境是多线程情况下插入不同的队列元素，在这种环境中要保证队列安全； 无锁队列本质上还是一个基于锁的操作；就是将head和tail进行了锁保护，而不是针对整个队列的锁保护；CAS原子操作 – 一个针对每个变量的锁CAS – Compare And Set，是个CPU指令，X86下对应的是
转载
2023-10-16 23:11:32
153阅读
单生产者 初始位置：生产者的头和尾指向相同的位置；并只有生产者的头和尾被修改 1.生产者的头和消费者的尾指向临时变量，prond_next指向表的下一位置，如果没有足够的空间，返回错误 2.prod_head（原变量而非临时变量）指向prod_next，新元素入队 3.修改prod_tail指向pr
原创
2021-07-13 17:16:43
810阅读
单生产者——单消费者模型 此种场景不需要加锁，定长的可以通过读指针和写指针进行控制队列操作，变长的通过读指针、写指针、结束指针控制操作。此模型基于linux内核提供的kfifo的实现。 本文分析的原代码版本： 2.6.24.4 kfifo的定义文件： kernel/kfifo.c kfifo的头文件
原创
2021-09-06 13:39:05
1975阅读
okimport java.util.Random;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java
原创
2022-09-13 13:01:53
420阅读
# Java 无锁竞争队列实现指南
在高并发环境中，传统的锁机制可能会导致性能瓶颈。无锁数据结构是一种信号，但实现起来相对复杂。本文将教你如何实现一个简单的 Java 无锁竞争队列。我们将通过以下步骤来完成这个任务：
| 步骤 | 描述 |
|------|------|
| 1 | 设计队列结构 |
| 2 | 使用 `AtomicReference` 实现无锁操作 |
| 3
# Java 无锁环形队列
在多线程编程中，线程安全是一个非常重要的概念。我们希望多个线程可以安全地访问共享资源，而不需要使用锁来避免竞争条件。本文将探索一种实现线程安全的数据结构——无锁环形队列，它采用环形缓冲区方式存储数据，并使用原子操作来保证数据的安全性。
## 1. 什么是环形队列？
环形队列是一种数据结构，其底层通常是数组。当数组的末尾被填满时，新元素会被放置到数组的开头，从而形成
原创
2024-10-18 06:55:14
60阅读
# Java 无锁队列设计
在多线程编程中，队列作为一种重要的数据结构，通常用于任务调度、消息传递等场景。然而，在传统的使用锁的队列实现中，可能会出现性能瓶颈和死锁等问题。为了解决这些问题，许多开发者开始关注无锁队列的设计。
## 什么是无锁队列？
无锁队列是一种不依赖于互斥锁的并发数据结构，通过原子操作来实现线程之间的安全通信。这种设计不仅提高了程序的性能，还可避免因线程争用而带来的复杂性
第二篇讲了环形队列，也就是环形缓冲区RingBuffer的实现。结尾提到了，如果仅仅是数据结构上并不能保证在多线程情况下的线程安全。需要加入同步机制。那么这一篇主要就要来讨论一下何如正确的保证线程安全的使用无所队列。使用队列最简单的方式就是想到在操作队列时进行加锁，也就是在进行插入或者取出操作时先要获得锁，才能够对队列进行操作，这样就能保证里面的数据在同一时刻只能被一个线程所改变。下面的代码分别代
转载
2024-10-09 11:09:10
39阅读
无锁一、概述无锁是处理并发的一种乐观策略，它会假设对资源的访问是没有冲突的。既然没有冲突自然不需要等待，所以所有的线程都可以在不停顿的状态下执行。那遇到冲突怎么办？接下来请看，无锁绝招“CAS”即比较交换术。二、CAS原理CAS即Compare and swap.其算法过程是这样的：它有三个参数：1.V表示要更新的变量2.E表示期望值3.N表示新值仅当V等于E时，才会将V设为N。如果V和N不同，则
转载
2023-09-02 07:39:16
120阅读
