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

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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