1. ConcurrentLinkedQueue 无界非阻塞队列

ConcurrentLinkedQueue使用单向链表实现,对于出队和入队的操作使用CAS+自旋来实现线程安全。

类内部有两个volatile修饰的Node节点，用来存储头节点和尾节点。由于使用的是CAS无阻塞的算法所以入队和出队不会阻塞线程。入队和出队的时候会使用UnSafe的工具类，调用CAS进行Node节点的设置，如入队会将尾节点从null设置为新插入的Node引用，如果设置成功，则返回，如果不成功，说明有其他线程先行成功了CAS已经插入了一个节点，那么会进行循环自旋，直至设置成功。出队同理。相比阻塞算法，这个是CPU资源换取阻塞带来的开销。

因为使用了非阻塞算法，所以并发下size()的获取并不是很准确。

head和tail节点使用volatile修饰，保证了多线程情况下变量的可见性。

2. LinkedBlockingQueue 有界阻塞队列

LinkedBlockingQueue也是使用单向链表实现的，并且使用了两个独占锁ReentrantLock，来分离出队入队的锁定操作，同时使用两个条件变量来实现生产者消费者的阻塞唤醒。

LinkedBlockingQueue中有两个独占锁，takeLock和PutLock。

• takeLock用来控制只能由一个线程获取队头元素，其他线程必须等待。
• putLock用来控制同时只能有一个线程来向队尾添加元素。
• notEmpty和notFull是两个条件变量，每个条件变量有一个条件队列，用来存放入队和出队的阻塞线程。这其实是一个生产者消费者的模型。

• 对于入队操作，首先会获取putlock，获取成功后，会去检查是否队列已经满，如果满了，那么调用notFull的await方法，将当前线程阻塞，并加入阻塞队列。并使用while循环来一直检查是否队满，来避免虚假唤醒。如果没有满，那么会调用notEmpty的signal方法，来唤醒出队操作的阻塞线程。
• 对于出队操作，首先会获取takelock，获取成功后，回去检查是否队列已空，如果空了那么调用notEmpty的await方法，将当前线程阻塞，并加入阻塞队列。并使用while循环来一直检查是否队空，来避免虚假唤醒。如果不为空，那么会调用notFull的signal来唤醒入队操作的阻塞线程。

队头尾节点分别使用了独占锁，来保证原子性，所以出队入队可以同时进行，对两个独占锁配备了各自的条件队列，来存放阻塞线程，并结合出队入队操作，来实现了生产者消费者的模型。

3. ArrayBlockingQueue 有界阻塞队列

ArrayBlockingQueue使用有界数组的方式来实现队列。其中有一个独占锁Reentrantlock来保证入队出队操作的原子性，另外有两个notEmpty和notFull的条件变量，来实现入队出队操作的同步生产消费者模型。

ArrayBlockingQueue在入队出队的过程中加了全局独占锁，锁粒度比较大，和直接使用sychronized有点类似，另外相比于LinkdBlockingQueue，因为加了全局锁，所以ArrayBlokcingQueue的size()结果是准确的。

4. PriorityBlockingQueue 优先级无界阻塞队列

PriorityBlockingQueue是带有优先级的无界阻塞队列，每次出队都是优先级最高或者最低的元素出队，它的内部是使用平衡二叉堆来实现的，所以直接遍历的话不保证有序。

PriorityBlockingQueue里有一个数组queue用来存放大顶堆或者小顶堆，取决于比较算法。size用来存放元素个数。一个独占锁ReentrantLock，一个条件变量notEmpty。还有一个volatile修饰的int变量allocationSpinLock，用来用做扩容时的自旋锁。一个比较器comparator用来比较元素大小，实现优先级排列，可用户自定义规则。

• 入队：put操作首先会获取独占锁，来保证只能有一个线程出队入队，成功后会判断是否需扩容，也就是判断是否queue数组已满，若需要扩容，进入while循环，首先会释放独占锁，unlock掉。为什么？因为其实扩容时间较长，释放锁不影响出队操作，并且扩容使用的是CAS操作，首先会将allocationSpingLock使用unsafe工具CAS设置锁定，如果失败，那么说明已经有线程在进行扩容操作，那么会使用yeild方法让出cpu，让扩容操作尽快完成，并进行循环查看是否已经扩容完成。扩容完成后，会重新获取独占锁，来进行元素的平衡二叉堆的插入。这里把源代码贴上来。

• 出队：出队首先获取独占锁，然后检查是否为空，如果为空会调用条件变量来进行阻塞，并将线程封装成阻塞队列的Node加入队列，以此来进行，空队列的等待。如果不为空，那么会获取堆顶元素，来进行移除弹出，然后重新将堆调整为大顶堆或小顶堆。

PriorityBlockingQueue内部使用数组来维护一个平衡二叉堆，这个数组是可扩容的，当元素个数大于最大容量的时候，可以使用CAS算法来进行扩容，内部用一个独占锁来控制同时只有一个线程进行入队/出队一个操作，之所以只有一个notEmpty条件变量来进行阻塞没有notFull，是因为这是一个无界队列。

4. DelayQueue 无界阻塞延迟队列

DelayQueue是一个并发无界阻塞延迟队列，队列中每个元素都有个过期时间，当队列元素过期时才对出队。

类中有一个ReentrantLock独占锁来保证出队入队安全性，一个优先级队列PriorityQueue来存放元素，一个 Thread类型的leader属性,一个avaliable条件变量。因为使用优先级队列来实现，那么每一个元素都需要实现比较优先级的方法。

• 入队：入队操作比较简单，首先获取独占锁，然后进行优先级队列的插入操作，调整堆，然后调用available的signal方法，唤醒阻塞队列中的线程。最后释放锁。
• 出队：出队的操作相对繁琐，首先获取队头元素，如果为null，那么就调用available的await操作进行阻塞，等待队列中有入队的操作唤醒。如果不为空，那么验证是否已经到了延时的时间，如果到了，那么就正常出队，调整堆，弹出元素。如果没有到，那么会看是否leader不为空，如果不为空那么说明已经有其他的线程在进行take出队的操作，那么继续等待，这里因为下面调用到了awaitnanos这个方式，会放弃锁，但是其实已经设置了leader，所以这里需要判断leader是否不为空，如果为空则继续无限期等待，等待awaitnanos的线程到时间唤醒进行出队操作。那么如果说leader为空的话，并且没有到时间，则调用awaitnanos，进行定时唤醒，并且leader为当前线程，放弃锁。

leader变量其实是leader-follwers模式的一个变体，用于尽量减少不必要的等待，当一个线程调用队列的take方法变为leader线程后，会调用available.awaitnanos(delay)等待delay时间，其他followers线程会调用await进行无限等待。leader线程到时间，会退出take方法，并且会available.signal唤醒一个follwer线程成为新的leader线程。

下面贴出一个使用范例：

DelayQueue使用PriorityQueue存放数据，使用ReentrantLock来实现线程同步。另外，队列里面的元素需要实现Delayed接口，一个方法是用来返回过期的剩余时间，一个是用来比较元素优先级。