Java 中的队列 Queue

一、队列的定义

队列（Queue）是一种先进先出（FIFO）的数据结构，Java中定义了java.util.Queue接口用来表示队列。Java中的Queue与List、Set属于同一个级别接口，它们都继承于Collection接口。Java中还定义了一种双端队列java.util.Deque，常用的LinkedList就实现了Deque接口。我们看一下Queue和Dequeue的定义：

Queue：

public interface Queue<E> extends Collection<E> {
    
    boolean add(E e);

    boolean offer(E e);

    E remove();

    E poll();

    E element();

    E peek();
}

Deque：

public interface Deque<E> extends Queue<E> {

    void addFirst(E e);

    void addLast(E e);

    boolean offerFirst(E e);

    boolean offerLast(E e);

    E removeFirst();

    E removeLast();

    E pollFirst();

    E pollLast();

    E getFirst();

    E getLast();

    E peekFirst();

    E peekLast();

    boolean removeFirstOccurrence(Object o);

    boolean removeLastOccurrence(Object o);

    // *** Queue methods ***

    boolean add(E e);

    boolean offer(E e);

    E remove();

    E poll();

    E element();

    E peek();

    // *** Stack methods ***

    void push(E e);

    E pop();
    
    // *** Collection methods ***
    
    boolean remove(Object o);

    boolean contains(Object o);

    public int size();

    Iterator<E> iterator();

    Iterator<E> descendingIterator();

}

二、队列的实现

Java中对于队列的实现分为非阻塞和阻塞两种。

2.1 非阻塞队列

LinkedList

LinkedList是双向链表结构，在添加和删除元素时具有比ArrayList更好的性能，但获取元素性能弱于ArrayList。当然，这些对比都是指数据量很大或者操作很频繁的情况下的对比。

PriorityQueue

PriorityQueue维护了一个有序列表，存储到队列中的元素会按照自然顺序排列（元素实现Comparable接口）。当然，我们也可以给它指定一个实现了 java.util.Comparator 接口的排序类来指定元素排列的顺序。

ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue 是基于链表的并且线程安全的队列。

2.2 阻塞队列

阻塞队列定义在了java.util.concurrent包中，java.util.concurrent.BlockingQueue 继承了Queue接口，它有 5 个实现类，分别是：

ArrayBlockingQueue

一个内部由数组支持的有界队列。初始化时必须指定队列的容量，还可以设置内部的ReentrantLock是否使用公平锁。但是公平性会使你在性能上付出代价，只有在的确非常需要的时候再使用它。它是基于数组的阻塞循环队列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。它的思想就是如果BlockQueue是空的，那么从BlockingQueue取东西的操作（take方法）将会被阻断进入等待状态，直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒。同样，如果BlockingQueue是满的，任何试图往里存东西的操作（put方法）也会被阻断进入等待状态，直到BlockingQueue里有空间才会被唤醒继续操作。

LinkedBlockingQueue

一个内部由链表支持的可选有界队列。初始化时不需要指定队列的容量，默认是Integer.MAX_VALUE，也可以看成容量无限大。此队列按 FIFO（先进先出）排序元素 。

PriorityBlockingQueue

一个内部由优先级堆支持的*优先级队列。PriorityBlockingQueue是对 PriorityQueue的再次包装，队列中的元素按优先级顺序被移除（元素实现Comparable接口或指定Comparator接口）。

DelayQueue

一个内部由优先级堆支持的、基于时间的调度队列。队列中存放Delayed元素，只有在延迟期满后才能从队列中提取元素。当一个元素的getDelay()方法返回值小于等于0时才能从队列中poll中元素，否则poll()方法会返回null。

SynchronousQueue

一个利用 BlockingQueue 接口的简单聚集（rendezvous）机制。

下面简单介绍一下其中常用的方法：

• 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。

原文地址：https://www.cnblogs.com/yuansc/p/9087044.html