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讀完此文讓你了解各個queue的原理

發(fā)布時間:2020-06-17 13:10:09 來源:網(wǎng)絡(luò) 閱讀:168 作者:這個殺手有點冷 欄目:編程語言

隊列是一種特殊的線性表,它只允許在表的前端進行刪除操作,而在表的后端進行插入操作。通俗來講,就是一個隊列中,早來的排在前面,后來的就在隊尾,而這個隊列大多只有一個出口和入口的單項隊列。Queue的重要性不言而喻,接下來我們就來一起了解一下吧。

概念
隊列
隊列是一種特殊的線性表,是一種先進先出(FIFO)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它只允許在表的前端(front)進行刪除操作,而在表的后端(rear)進行插入操作。進行插入操作的端稱為隊尾,進行刪除操作的端稱為隊頭。隊列中沒有元素時,稱為空隊列。正因為隊列先進先出的先天特性,在一些特殊場合下稱為首選項,比如:電商的秒殺。將每一個訂單請求作為一個處理任務(wù),按順序一一排列到隊列中等待處理。經(jīng)典運用:線程池。
java 中的隊列(Queue)
Queue接口與List、Set為同級別,都為Collection接口子接口。除了擁有 Collection 接口基本操作外,隊列還提供其他的插入、提取和檢查操作。每個方法都存在兩種形式:一種拋出異常(操作失敗時),另一種返回一個特殊值(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 實現(xiàn)設(shè)計的;在大多數(shù)實現(xiàn)中,插入操作不會失敗。

讀完此文讓你了解各個queue的原理
方法對比
分類
Queue 大體分2類:
1>非阻塞隊列: 沒有實現(xiàn)BlockingQueue接口的隊列:
常見的有:
ConcurrentLinkedQueue:一個基于鏈表節(jié)點的***線程安全隊列。此隊列按照 FIFO(先進先出)原則對元素進行排序。隊列的頭部 是隊列中時間最長的元素。隊列的尾部 是隊列中時間最短的元素。新的元素插入到隊列的尾部,隊列獲取操作從隊列頭部獲得元素。當(dāng)多個線程共享訪問一個公共 collection 時,ConcurrentLinkedQueue 是一個恰當(dāng)?shù)倪x擇。
LinkedList:底層維護一個鏈表,實現(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。可用于實現(xiàn)堆棧、隊列或雙端隊列等。
PriorityQueue:一個基于優(yōu)先級堆的***優(yōu)先級隊列。優(yōu)先級隊列的元素按照其自然順序進行排序,或者根據(jù)構(gòu)造隊列時提供的 Comparator 進行排序,具體取決于所使用的構(gòu)造方法。
2>阻塞隊列:實現(xiàn)BlockingQueue接口的隊列
常見有:
ArrayBlockingQueue:一個由數(shù)組支持的有界阻塞隊列。此隊列按 FIFO(先進先出)原則對元素進行排序。隊列的頭部 是在隊列中存在時間最長的元素。隊列的尾部 是在隊列中存在時間最短的元素。新元素插入到隊列的尾部,隊列獲取操作則是從隊列頭部開始獲得元素。因為底層緩存的一有界的數(shù)組,當(dāng)緩存區(qū)創(chuàng)建成功后,長度便固定,試圖向滿隊列中放元素,勢必導(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,等待時間最長的線程會優(yōu)先得到處理。公平性通常會降低吞吐量,但也減少了可變性和避免了“不平衡性”。
LinkedBlockingQueue:底層使用鏈表實現(xiàn)的無上界的阻塞隊列(可以使用指定界限的方式,設(shè)置隊列的容量大小, 默認為 Integer.MAX_VALUE。),通常鏈表隊列的的吞吐量要高于基于數(shù)組的隊列,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***阻塞隊列,和其他隊列不同,獲取該隊列數(shù)據(jù),只有在延遲期滿時才能從中提取元素。該隊列的頭部是延遲期滿后保存時間最長的 Delayed 元素。如果延遲都還沒有期滿,則隊列沒有頭部,并且poll將返回null。當(dāng)一個元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個小于等于 0 的值時,將發(fā)生到期。即使無法使用 take 或 poll 移除未到期的元素,也不會將這些元素作為正常元素對待。
PriorityBlockingQueue:是一個帶優(yōu)先級的 隊列,而不是先進先出隊列。元素按優(yōu)先級順序被移除,該隊列也沒有上限(看了一下源碼,PriorityBlockingQueue是對 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 隊列上put時是不會受阻的。雖然此隊列邏輯上是***的,但是由于資源被耗盡,所以試圖執(zhí)行添加操作可能會導(dǎo)致 OutOfMemoryError),但是如果隊列為空,那么取元素的操作take就會阻塞,所以它的檢索操作take是受阻的。另外,往入該隊列中的元 素要具有比較能力。
SynchronousQueue:一種阻塞隊列,其中每個插入操作必須等待另一個線程的對應(yīng)移除操作 ,反之亦然。同步隊列沒有任何內(nèi)部容量,甚至連一個隊列的容量都沒有。不能在同步隊列上進行 peek,因為僅在試圖要移除元素時,該元素才存在;除非另一個線程試圖移除某個元素,否則也不能(使用任何方法)插入元素;也不能迭代隊列,因為其中沒有元素可用于迭代。隊列的頭 是嘗試添加到隊列中的首個已排隊插入線程的元素;如果沒有這樣的已排隊線程,則沒有可用于移除的元素并且 poll() 將會返回 null。對于其他 Collection 方法(例如 contains),SynchronousQueue 作為一個空 collection。此隊列不允許 null 元素。

這些內(nèi)容,僅僅是java中各種queue的類型,那到底如何使用它們?如果你對它們足夠感興趣,那就關(guān)注我們,接下來我還會為你帶來更多關(guān)于queue用法的相關(guān)知識。

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