Java ConcurrentLinkedQueue面试题

1. 什么是ConcurrentLinkedQueue?

ConcurrentLinkedQueue是一个基于链接节点的无界线程安全队列,使用CAS操作实现线程安全。

ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();

2. ConcurrentLinkedQueue的构造方法有哪些?

ConcurrentLinkedQueue有两种构造方法:

  • 无参数构造方法,创建一个空队列。
  • 带有一个Collection参数的构造方法,将给定集合中的元素添加到队列中。
ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>(); // 无参数构造
ConcurrentLinkedQueue<Integer> queueWithElements = new ConcurrentLinkedQueue<>(Arrays.asList(1, 2, 3)); // 带参数构造

3. ConcurrentLinkedQueue是如何保证线程安全的?

ConcurrentLinkedQueue使用CAS(Compare-And-Swap)操作来保证节点的添加和移除操作的原子性,从而实现线程安全。

4. ConcurrentLinkedQueue的offer和poll方法有什么区别?

  • offer(E e):在队列尾部添加一个元素,如果成功返回true
  • poll():移除并返回队列的头部元素,如果队列为空返回null
boolean offered = queue.offer(1); // 在队列尾部添加元素
Integer polled = queue.poll(); // 移除并返回队列头部元素

5. ConcurrentLinkedQueue的isEmpty方法是如何工作的?

isEmpty方法返回队列是否为空,但由于是并发队列,此方法只是一个近似值。

boolean empty = queue.isEmpty();

6. ConcurrentLinkedQueue的size方法有什么特点?

size方法返回队列中的元素数量,但需要注意,由于并发特性,此方法可能需要O(n)的时间复杂度。

int size = queue.size(); // 返回队列大小,可能不精确

7. ConcurrentLinkedQueue的迭代器有什么特性?

ConcurrentLinkedQueue提供了一个弱一致性的迭代器,允许在遍历过程中队列被修改,而不会抛出ConcurrentModificationException

Iterator<Integer> iterator = queue.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

8. ConcurrentLinkedQueue是否允许null元素?

是的,ConcurrentLinkedQueue允许null元素。

queue.offer(null); // 允许null元素

9. ConcurrentLinkedQueue的peek方法有什么作用?

peek方法返回队列头部元素但不移除它,如果队列为空则返回null

Integer peeked = queue.peek(); // 查看队列头部元素但不移除

10. ConcurrentLinkedQueue如何实现元素的快速添加和移除?

ConcurrentLinkedQueue利用链表结构和CAS操作实现元素的快速添加和移除。

11. ConcurrentLinkedQueue的并发级别如何?

ConcurrentLinkedQueue是为高并发环境设计的,可以由多个线程共享访问。

12. ConcurrentLinkedQueue与LinkedBlockingQueue有什么区别?

ConcurrentLinkedQueue是非阻塞的,而LinkedBlockingQueue是阻塞队列。

13. ConcurrentLinkedQueue的remove(Object o)方法有什么特点?

remove方法从队列中移除指定元素的单个实例,如果存在则返回true,否则返回false

boolean removed = queue.remove(1); // 移除指定元素

14. ConcurrentLinkedQueue是否适用于高并发场景?

是的,ConcurrentLinkedQueue适用于高并发场景,因为它提供了线程安全的操作方法。

15. ConcurrentLinkedQueue的迭代器是否是弱一致性的?

是的,ConcurrentLinkedQueue的迭代器是弱一致性的,这意味着它不一定能反映在迭代器创建后对集合进行的所有添加和删除操作。

16. ConcurrentLinkedQueue的toArray方法有什么作用?

toArray方法返回包含队列所有元素的数组。

Object[] array = queue.toArray(); // 返回包含队列所有元素的数组

17. ConcurrentLinkedQueue的toArray(T[] a)方法有什么作用?

toArray(T[] a)方法返回包含队列所有元素的数组;返回数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。

Integer[] array = queue.toArray(new Integer[0]); // 返回包含队列所有元素的数组,指定类型

18. ConcurrentLinkedQueue的元素顺序如何保证?

ConcurrentLinkedQueue中的元素顺序是按照它们被插入的顺序来保证的。

19. ConcurrentLinkedQueue的head和tail节点有什么作用?

head节点表示队列的头部,tail节点表示队列的尾部。这两个节点帮助维护队列的结构。

20. ConcurrentLinkedQueue的Node类有什么特点?

Node类是ConcurrentLinkedQueue的内部类,用于存储队列中的元素。它包含元素item和指向下一个节点的指针next。