• Java Queue队列


    Queue队列

    队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端front进行删除操作,而在表的后端rear进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作端称为队尾,进行删除操作端称为队头。

    根据实现方式不同分为顺序队列和链式队列

    Queue队列就是一个先入先出FIFO的数据结构
    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;比如常用的LinkedList集合,它实现了Queue接口,因此可以理解为LinkedList就是一个队列

    java针对阻塞队列提供了7种常见的实现,分别是

    • ArrayBlockingQueue由数组结构组成的有界阻塞队列、
    • LinkedBlockingQueue由链表结构组成的有界阻塞队列,默认长度为Integer.MAX_VALUE,如果指定长度则有上限、
    • PriorityBlockingQueue支持优先级排序的无界阻塞队列、
    • DelayQueue使用优先级队列实现的无界阻塞队列、
    • SynchronousQueue不存储元素的阻塞队列,只起到一个同步器的作用、
    • LinkedTransferQueue由链表结构组成的无界阻塞队列、
    • LinkedBlockingDeque由链表结构组成的双向阻塞队列。

    接口定义

    public interface Queue extends Collection {
        boolean add(E e);  在队尾添加数据
    boolean offer(E e); 在LinkedList中就是使用add提供的实现
      
      E remove();  删除队列头部的数据,同时返回删除的数据
     E poll();
      E element(); 获取队列头部的数据,并不会执行删除操作
      E peek();
     }
    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;

    1、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,
    - 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()

    2、有界和无界

    有界:有界限,大小长度受限制
    无界:理论上来说无限大小,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

    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;
    Queue接口与List、Set同一级别,都是继承了Collection接口。LinkedList实现了Deque接口。

    双向队列接口Deque

    public interface Deque extends Queue {
        void addFirst(E e); 在队列头部添加数据
              boolean offerFirst(E e);
        void addLast(E e);  在队尾添加数据
            boolean offerLast(E e);
        E removeFirst(); 从对头中删除数据,同时返回删除的数据
           E pollFirst();
        E removeLast();  从队尾伤处数据
            E pollLast();
        E getFirst(); 从对头获取数据
            E peekFirst();
        E getLast(); 从队尾获取数据
            E peekLast();
     } 

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_50518344/article/details/126550704