Java Queue 专题

关于java中的Queue，经常用到，做个总结 

    Queue是一种很常见的数据结构类型，在java里面Queue是一个接口，它只是定义了一个基本的Queue应该有哪些功能规约。

(Java中的集合包括三大类，它们是Set、List和Map，它们都处于java.util包中，Set、List和Map都是接口，它们有各自的实现类。如果想了解更多的关于java集合方面的知识，
请参考：Java 常用数据结构对象的实现原理 集合类 List Set Map 哪些线程安全 (美团面试题目)

实际上有多个Queue的实现，有的是采用线性表实现，有的基于链表实现。还有的适用于多线程的环境。java中具有Queue功能的类主要有如下几个：AbstractQueue, ArrayBlockingQueue, ConcurrentLinkedQueue, LinkedBlockingQueue, DelayQueue, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue和ArrayDqueue。在本文中，我们主要讨论常用的两种实现：LinkedList和ArrayDeque。 如果想了解多线程执行的AQS  (AbstractQueuedSynchronizer)算法 参考：解决多线程安全问题-无非两个方法synchronized和lock 具体原理以及如何 获取锁AQS算法 (百度-美团)

Queue

     Queue本身是一种先入先出的模型(FIFO)，和我们日常生活中的排队模型很类似。根据不同的实现，他们主要有数组和链表两种实现形式。如下图：

    因为在队列里和我们日常的模型很近似，每次如果要出队的话，都是从队头移除。而如果每次要加入新的元素，则要在队尾加。所以我们要在队列里保存队头和队尾。

    在jdk里几个常用队列实现之间的类关系图如下：

    我们可以看到，Deque也是一个接口，它继承了Queue的接口规范。我们要讨论的LinkedList和ArrayDeque都是实现Deque接口，所以，可以说他们俩都是双向队列。具体的实现我们会在后面讨论。

Queue 的具体操作为：

public interface Queue<E> extends Collection<E> {  
  
    boolean add(E e); // 添加元素到队列中，相当于进入队尾排队。  
  
    boolean offer(E e);  //添加元素到队列中，相当于进入队尾排队.  
  
    E remove(); //移除队头元素  
  
    E poll();  //移除队头元素  
  
    E element(); //获取但不移除队列头的元素  
  
    E peek();  //获取但不移除队列头的元素  
}  

 

Queue作为一个接口，它声明的几个基本操作无非就是入队和出队的操作，具体定义如下：

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常(不推荐)
        Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
        //添加元素
        queue.offer("a");
        queue.offer("b");
        queue.offer("c");
        queue.offer("d");
        queue.offer("e");
        for(String q : queue){
            System.out.println(q);
        }
        System.out.println("===");
        System.out.println("poll="+queue.poll()); //返回第一个元素，并在队列中删除
        for(String q : queue){
            System.out.println(q);
        }
        System.out.println("===");
        System.out.println("element="+queue.element()); //返回第一个元素 
        for(String q : queue){
            System.out.println(q);
        }
        System.out.println("===");
        System.out.println("peek="+queue.peek()); //返回第一个元素 
        for(String q : queue){
            System.out.println(q);
        }
    }
}

 

a
b
c
d
e
===
poll=a
b
c
d
e
===
element=b
b
c
d
e
===
peek=b
b
c
d
e

 

关于 Queue 是否是线程安全的问题： 

这是一篇关于net的 Queue的 得到线程安全的处理方式： 参考：Queue 存入 和 取出 是线程安全的吗?

Queue本身并不是线程安全的， 有两种方法来保证线程安全：

1. 手动加锁。
Queue myCollection = new Queue();
lock(myCollection.SyncRoot)
{
    foreach (object item in myCollection)
    {
        // Insert your code here.
    }
}

2. 调用Synchronized方法，这时候得到的就是一个线程安全的Queue 

Queue mySyncdQ = Queue.Synchronized( myQ );

Java的原理大体相似，线程不安全；