學(xué)java必須知道的那些queue

隊(duì)列是我們學(xué)java必須接觸到的知識(shí)，很多內(nèi)容都和它相關(guān)，但是你真的了解它們的概念和使用方法嗎？在本文，你可以獲取關(guān)于queue的一切信息，希望我能夠幫助你在java的學(xué)習(xí)道路上乘風(fēng)破浪。
概念
隊(duì)列
隊(duì)列是一種特殊的線性表，是一種先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它只允許在表的前端（front）進(jìn)行刪除操作，而在表的后端（rear）進(jìn)行插入操作。進(jìn)行插入操作的端稱為隊(duì)尾，進(jìn)行刪除操作的端稱為隊(duì)頭。隊(duì)列中沒有元素時(shí)，稱為空隊(duì)列。正因?yàn)殛?duì)列先進(jìn)先出的先天特性，在一些特殊場(chǎng)合下稱為首選項(xiàng)，比如：電商的秒殺。將每一個(gè)訂單請(qǐng)求作為一個(gè)處理任務(wù)，按順序一一排列到隊(duì)列中等待處理。經(jīng)典運(yùn)用：線程池。
java 中的隊(duì)列(Queue)
Queue接口與List、Set為同級(jí)別，都為Collection接口子接口。除了擁有 Collection 接口基本操作外，隊(duì)列還提供其他的插入、提取和檢查操作。每個(gè)方法都存在兩種形式：一種拋出異常（操作失敗時(shí)），另一種返回一個(gè)特殊值（null 或 false，具體取決于操作）。插入操作的后一種形式是用于專門為有容量限制的 Queue 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的；在大多數(shù)實(shí)現(xiàn)中，插入操作不會(huì)失敗。

方法對(duì)比
分類
Queue 大體分2類：
1>非阻塞隊(duì)列： 沒有實(shí)現(xiàn)BlockingQueue接口的隊(duì)列：
常見的有：
ConcurrentLinkedQueue：一個(gè)基于鏈表節(jié)點(diǎn)的***線程安全隊(duì)列。此隊(duì)列按照 FIFO（先進(jìn)先出）原則對(duì)元素進(jìn)行排序。隊(duì)列的頭部 是隊(duì)列中時(shí)間最長的元素。隊(duì)列的尾部 是隊(duì)列中時(shí)間最短的元素。新的元素插入到隊(duì)列的尾部，隊(duì)列獲取操作從隊(duì)列頭部獲得元素。當(dāng)多個(gè)線程共享訪問一個(gè)公共 collection 時(shí)，ConcurrentLinkedQueue 是一個(gè)恰當(dāng)?shù)倪x擇。
LinkedList：底層維護(hù)一個(gè)鏈表，實(shí)現(xiàn)所有可選的列表操作，并且允許所有元素（包括 null）。除了實(shí)現(xiàn) List 接口外，LinkedList 類還為在列表的開頭及結(jié)尾 get、remove 和 insert 元素提供了統(tǒng)一的命名方法。可用于實(shí)現(xiàn)堆棧、隊(duì)列或雙端隊(duì)列等。
PriorityQueue：一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)堆的***優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的元素按照其自然順序進(jìn)行排序，或者根據(jù)構(gòu)造隊(duì)列時(shí)提供的 Comparator 進(jìn)行排序，具體取決于所使用的構(gòu)造方法。
2>阻塞隊(duì)列：實(shí)現(xiàn)BlockingQueue接口的隊(duì)列
常見有：
ArrayBlockingQueue：一個(gè)由數(shù)組支持的有界阻塞隊(duì)列。此隊(duì)列按 FIFO（先進(jìn)先出）原則對(duì)元素進(jìn)行排序。隊(duì)列的頭部 是在隊(duì)列中存在時(shí)間最長的元素。隊(duì)列的尾部 是在隊(duì)列中存在時(shí)間最短的元素。新元素插入到隊(duì)列的尾部，隊(duì)列獲取操作則是從隊(duì)列頭部開始獲得元素。因?yàn)榈讓泳彺娴囊挥薪绲臄?shù)組，當(dāng)緩存區(qū)創(chuàng)建成功后，長度便固定，試圖向滿隊(duì)列中放元素，勢(shì)必導(dǎo)致阻塞。另外，此類也支持公平原則，如果公平參數(shù)被設(shè)置true，等待時(shí)間最長的線程會(huì)優(yōu)先得到處理。公平性通常會(huì)降低吞吐量，但也減少了可變性和避免了“不平衡性”。
LinkedBlockingQueue：底層使用鏈表實(shí)現(xiàn)的無上界的阻塞隊(duì)列（可以使用指定界限的方式，設(shè)置隊(duì)列的容量大小， 默認(rèn)為 Integer.MAX_VALUE。），通常鏈表隊(duì)列的的吞吐量要高于基于數(shù)組的隊(duì)列，但是在大多數(shù)并發(fā)應(yīng)用程序中，其可預(yù)知的性能要低。
DelayQueue：一個(gè)***阻塞隊(duì)列，和其他隊(duì)列不同，獲取該隊(duì)列數(shù)據(jù)，只有在延遲期滿時(shí)才能從中提取元素。該隊(duì)列的頭部是延遲期滿后保存時(shí)間最長的 Delayed 元素。如果延遲都還沒有期滿，則隊(duì)列沒有頭部，并且poll將返回null。當(dāng)一個(gè)元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個(gè)小于等于 0 的值時(shí)，將發(fā)生到期。即使無法使用 take 或 poll 移除未到期的元素，也不會(huì)將這些元素作為正常元素對(duì)待。
PriorityBlockingQueue：是一個(gè)帶優(yōu)先級(jí)的 隊(duì)列，而不是先進(jìn)先出隊(duì)列。元素按優(yōu)先級(jí)順序被移除，該隊(duì)列也沒有上限（看了一下源碼，PriorityBlockingQueue是對(duì) PriorityQueue的再次包裝，是基于堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList一樣，所以在優(yōu)先阻塞 隊(duì)列上put時(shí)是不會(huì)受阻的。雖然此隊(duì)列邏輯上是***的，但是由于資源被耗盡，所以試圖執(zhí)行添加操作可能會(huì)導(dǎo)致 OutOfMemoryError），但是如果隊(duì)列為空，那么取元素的操作take就會(huì)阻塞，所以它的檢索操作take是受阻的。另外，往入該隊(duì)列中的元 素要具有比較能力。
SynchronousQueue：一種阻塞隊(duì)列，其中每個(gè)插入操作必須等待另一個(gè)線程的對(duì)應(yīng)移除操作 ，反之亦然。同步隊(duì)列沒有任何內(nèi)部容量，甚至連一個(gè)隊(duì)列的容量都沒有。不能在同步隊(duì)列上進(jìn)行 peek，因?yàn)閮H在試圖要移除元素時(shí)，該元素才存在；除非另一個(gè)線程試圖移除某個(gè)元素，否則也不能（使用任何方法）插入元素；也不能迭代隊(duì)列，因?yàn)槠渲袥]有元素可用于迭代。隊(duì)列的頭 是嘗試添加到隊(duì)列中的首個(gè)已排隊(duì)插入線程的元素；如果沒有這樣的已排隊(duì)線程，則沒有可用于移除的元素并且 poll() 將會(huì)返回 null。對(duì)于其他 Collection 方法（例如 contains），SynchronousQueue 作為一個(gè)空 collection。此隊(duì)列不允許 null 元素。

看完這些或許你已經(jīng)對(duì)queue有一定了解了，但這還只是一些基礎(chǔ)的概念和內(nèi)容，接下來，我將分享更多關(guān)于queue使用方法相關(guān)的問題。希望你繼續(xù)關(guān)注我，我會(huì)幫助你在java的道路上更進(jìn)一步。