JAVA中的队列(Queue)详解

什么是队列？

队列是一种特殊的线性表，遵循先入先出、后入后出的基本原则，一般来说，它只允许在表的前端进行删除操作，而在表的后端进行插入操作，但是java的某些队列运行在任何地方插入删除；比如我们常用的 LinkedList 集合，它实现了Queue 接口，因此，我们可以理解为LinkedList 就是一个队列；

java队列特性

队列主要分为阻塞和非阻塞，有界和无界、单向链表和双向链表之分；

阻塞和非阻塞

阻塞队列

入列(添加元素)时，如果元素数量超过队列总数，会进行等待（阻塞），待队列的中的元素出列后，元素数量未超过队列总数时，就会解除阻塞状态，进而可以继续入列；

出列(删除元素)时，如果队列为空的情况下，也会进行等待（阻塞），待队列有值的时候即会解除阻塞状态，进而继续出列；

阻塞队列的好处是可以防止队列容器溢出；只要满了就会进行阻塞等待；也就不存在溢出的情况；

只要是阻塞队列，都是线程安全的；

非阻塞队列

不管出列还是入列，都不会进行阻塞，

入列时，如果元素数量超过队列总数，则会抛出异常，

出列时，如果队列为空，则取出空值；

一般情况下，非阻塞式队列使用的比较少，一般都用阻塞式的对象比较多；阻塞和非阻塞队列在使用上的最大区别就是阻塞队列提供了以下2个方法：

• 出队阻塞方法 ： take()
• 入队阻塞方法 ： put()

有界和无界

有界：有界限，大小长度受限制

无界：无限大小，其实说是无限大小，其实是有界限的，只不过超过界限时就会进行扩容，就行ArrayList 一样，在内部动态扩容

单向链表和双向链表

单向链表 ：每个元素中除了元素本身之外，还存储一个指针，这个指针指向下一个元素；

双向链表 ：除了元素本身之外，还有两个指针，一个指针指向前一个元素的地址，另一个指针指向后一个元素的地址；

java 队列接口继承图

队列常用方法

• add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
• remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
• element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
• offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
• poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
• peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
• put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
• take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
• drainTo(list) 一次性取出队列所有元素

知识点： remove、element、offer、poll、peek其实是属于Queue接口。

非阻塞队列

1、ConcurrentLinkedQueue

单向链表结构的无界并发队列, 非阻塞队列，由CAS实现线程安全，内部基于节点实现

2、ConcurrentLinkedDeque

双向链表结构的无界并发队列, 非阻塞队列，由CAS实现线程安全

3、PriorityQueue

内部基于数组实现，线程不安全的队列

阻塞队列

1、DelayQueue

一个支持延时获取元素的无界阻塞队列

2、LinkedTransferQueue

一个由链表结构组成的无界阻塞队列。

3、ArrayBlockingQueue

有界队列，阻塞式,初始化时必须指定队列大小，且不可改变；，底层由数组实现；

4、SynchronousQueue

最多只能存储一个元素，每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素

5、PriorityBlockingQueue

一个带优先级的队列，而不是先进先出队列。元素按优先级顺序被移除，而且它也是无界的，也就是没有容量上限，虽然此队列逻辑上是无界的，但是由于资源被耗尽，所以试图执行添加操作可能会导致 OutOfMemoryError 错误；

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