Java大神帶你領略queue的風采

作為數據結構中比較常見的類型，你足夠了解隊列（queue）嗎？從今天開始，我將為你講解關于隊列（queue）的一切，包括概念、類型和具體使用方法，如果你對此足夠感興趣，趕快來加入我們，我將同你一起探索queue的奧秘。

概念
隊列
隊列是一種特殊的線性表，是一種先進先出（FIFO）的數據結構。它只允許在表的前端（front）進行刪除操作，而在表的后端（rear）進行插入操作。進行插入操作的端稱為隊尾，進行刪除操作的端稱為隊頭。隊列中沒有元素時，稱為空隊列。正因為隊列先進先出的先天特性，在一些特殊場合下稱為首選項，比如：電商的秒殺。將每一個訂單請求作為一個處理任務，按順序一一排列到隊列中等待處理。經典運用：線程池。
java 中的隊列(Queue)
Queue接口與List、Set為同級別，都為Collection接口子接口。除了擁有 Collection 接口基本操作外，隊列還提供其他的插入、提取和檢查操作。每個方法都存在兩種形式：一種拋出異常（操作失敗時），另一種返回一個特殊值（null 或 false，具體取決于操作）。插入操作的后一種形式是用于專門為有容量限制的 Queue 實現設計的；在大多數實現中，插入操作不會失敗。

方法對比
分類
Queue 大體分2類：
1>非阻塞隊列： 沒有實現BlockingQueue接口的隊列：
常見的有：
ConcurrentLinkedQueue：一個基于鏈表節點的***線程安全隊列。此隊列按照 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。隊列的頭部 是隊列中時間最長的元素。隊列的尾部 是隊列中時間最短的元素。新的元素插入到隊列的尾部，隊列獲取操作從隊列頭部獲得元素。當多個線程共享訪問一個公共 collection 時，ConcurrentLinkedQueue 是一個恰當的選擇。
LinkedList：底層維護一個鏈表，實現所有可選的列表操作，并且允許所有元素（包括 null）。除了實現 List 接口外，LinkedList 類還為在列表的開頭及結尾 get、remove 和 insert 元素提供了統一的命名方法。可用于實現堆棧、隊列或雙端隊列等。
PriorityQueue：一個基于優先級堆的***優先級隊列。優先級隊列的元素按照其自然順序進行排序，或者根據構造隊列時提供的 Comparator 進行排序，具體取決于所使用的構造方法。
2>阻塞隊列：實現BlockingQueue接口的隊列
常見有：
ArrayBlockingQueue：一個由數組支持的有界阻塞隊列。此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。隊列的頭部 是在隊列中存在時間最長的元素。隊列的尾部 是在隊列中存在時間最短的元素。新元素插入到隊列的尾部，隊列獲取操作則是從隊列頭部開始獲得元素。因為底層緩存的一有界的數組，當緩存區創建成功后，長度便固定，試圖向滿隊列中放元素，勢必導致阻塞。另外，此類也支持公平原則，如果公平參數被設置true，等待時間最長的線程會優先得到處理。公平性通常會降低吞吐量，但也減少了可變性和避免了“不平衡性”。
LinkedBlockingQueue：底層使用鏈表實現的無上界的阻塞隊列（可以使用指定界限的方式，設置隊列的容量大小， 默認為 Integer.MAX_VALUE。），通常鏈表隊列的的吞吐量要高于基于數組的隊列，但是在大多數并發應用程序中，其可預知的性能要低。
DelayQueue：一個***阻塞隊列，和其他隊列不同，獲取該隊列數據，只有在延遲期滿時才能從中提取元素。該隊列的頭部是延遲期滿后保存時間最長的 Delayed 元素。如果延遲都還沒有期滿，則隊列沒有頭部，并且poll將返回null。當一個元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個小于等于 0 的值時，將發生到期。即使無法使用 take 或 poll 移除未到期的元素，也不會將這些元素作為正常元素對待。
PriorityBlockingQueue：是一個帶優先級的 隊列，而不是先進先出隊列。元素按優先級順序被移除，該隊列也沒有上限（看了一下源碼，PriorityBlockingQueue是對 PriorityQueue的再次包裝，是基于堆數據結構的，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList一樣，所以在優先阻塞 隊列上put時是不會受阻的。雖然此隊列邏輯上是***的，但是由于資源被耗盡，所以試圖執行添加操作可能會導致 OutOfMemoryError），但是如果隊列為空，那么取元素的操作take就會阻塞，所以它的檢索操作take是受阻的。另外，往入該隊列中的元 素要具有比較能力。
SynchronousQueue：一種阻塞隊列，其中每個插入操作必須等待另一個線程的對應移除操作 ，反之亦然。同步隊列沒有任何內部容量，甚至連一個隊列的容量都沒有。不能在同步隊列上進行 peek，因為僅在試圖要移除元素時，該元素才存在；除非另一個線程試圖移除某個元素，否則也不能（使用任何方法）插入元素；也不能迭代隊列，因為其中沒有元素可用于迭代。隊列的頭 是嘗試添加到隊列中的首個已排隊插入線程的元素；如果沒有這樣的已排隊線程，則沒有可用于移除的元素并且 poll() 將會返回 null。對于其他 Collection 方法（例如 contains），SynchronousQueue 作為一個空 collection。此隊列不允許 null 元素。

說了這么多，也只是闡述了queue的各種類型，隊列還有很多很深奧的內容需要我們研究。如果你感興趣的話，加入我們吧，我將同你一起掌握queue的使用方法，在java的道路上越走越遠。