заблокировать свободную очередь, поставить в очередь, если она не пуста

РЕДАКТИРОВАТЬ: Как было замечено, я написал функцию с совершенно противоположной семантикой - постановка в очередь только в пустую очередь. Я исправил имя, чтобы отразить это, и решил оставить его как есть на случай, если кому-то будет интересно. Итак, это неправильный ответ на вопрос, но, пожалуйста, не голосуйте против, если не найдете другую причину :)

Ниже представлена ​​попытка добавить EnqueueIfEmpty() к реализации очереди в указанной статье. Я не проверял, что он работает и даже компилируется. Основная идея состоит в том, что вы вставляете новый узел сразу после головы (а не хвоста), при условии, что следующий заголовок в настоящее время равен нулю (что является необходимым условием для пустой очереди). Я оставил дополнительные проверки на равенство головы и хвоста, которые, возможно, можно удалить.

public bool EnqueueIfEmpty(T item) {
  // Return immediately if the queue is not empty.
  // Possibly the first condition is redundant.
  if (head!=tail || head.Next!=null)
      return false;

  SingleLinkNode<T> oldHead = null;

  // create and initialize the new node
  SingleLinkNode<T> node = new SingleLinkNode<T>();
  node.Item = item;

  // loop until we have managed to update the tail's Next link 
  // to point to our new node
  bool Succeeded = false;
  while (head==tail && !Succeeded) {

    // save the current value of the head
    oldHead = head;         

    // providing that the tail still equals to head...
    if (tail == oldHead) {

      // ...and its Next field is null...
      if (oldhead.Next == null) {

        // ...try inserting new node right after the head.
        // Do not insert at the tail, because that might succeed
        // with a non-empty queue as well.
        Succeeded = SyncMethods.CAS<SingleLinkNode<T>>(ref head.Next, null, node);
      }

      // if the head's Next field was non-null, another thread is
      // in the middle of enqueuing a new node, so the queue becomes non-empty
      else {
        return false;
      }
    }
  }

  if (Succeeded) {
    // try and update the tail field to point to our node; don't
    // worry if we can't, another thread will update it for us on
    // the next call to Enqueue()
    SyncMethods.CAS<SingleLinkNode<T>>(ref tail, oldHead, node);
  }
  return Succeeded;
}

Что ж, Enqueue-If-Not-Empty кажется относительно простым, но с ограничением: другие потоки могут одновременно удалять все предыдущие элементы из очереди, так что после завершения вставки в хвосте новый элемент может оказаться первый в очереди. Поскольку атомарные операции сравнения и замены выполняются с разными полями (постановка изменений tail.Next в очередь при выходе из очереди вперед head), более строгие гарантии потребуют дополнительной сложности не только в этой функции, но, по крайней мере, в Dequeue().

Достаточно следующих изменений в обычном методе Enqueue():
1) в начале функции проверьте, не является ли head.Next равным нулю, и если да, немедленно вернитесь, поскольку очередь пуста.
2) добавьте head.Next!=null в условие цикла в случае, если попытки постановки в очередь должны быть остановлены, если изначально непустая очередь становится пустой до того, как вставка будет успешной. Это не предотвращает описанную выше ситуацию (поскольку существует временной интервал между проверкой пустоты и вставкой узла), но снижает вероятность того, что это произойдет.
3) в конце функции попробуйте только продвинуть вперед tail, если новый узел был успешно поставлен в очередь (как я сделал в ответе Enqueue-If-Empty).