Java隊(duì)列總結(jié)

通過前面文章的學(xué)習(xí)，我們對(duì)Java中常用隊(duì)列做了介紹。本文，咱們來對(duì)隊(duì)列做個(gè)總結(jié)吧。

首先，我們介紹了現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際場(chǎng)景(排隊(duì)買票等)，來告訴我們?yōu)槭裁葱枰褂藐?duì)列。

隊(duì)列是一種先進(jìn)先出(FIFO)的抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在Java中，隊(duì)列使用了兩種數(shù)據(jù)類型來實(shí)現(xiàn)的，分別是：數(shù)組和鏈表這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

本文主要內(nèi)容：回顧Java中常用的七個(gè)阻塞隊(duì)列進(jìn)行總結(jié)及阻塞隊(duì)列中四組AP并進(jìn)行總結(jié)。

本文來源：本文是由凱哥Java(kaigejava)原創(chuàng)發(fā)布。

接著，我們介紹了隊(duì)列的分類，可以分為兩類，即阻塞隊(duì)列和非阻塞隊(duì)列。

常用的三個(gè)非阻塞隊(duì)列：LinkedList、PriorityQueue和ConcurrentLinkedQueue.

(PS：凱哥沒有做介紹，在以后的文章中，凱哥將對(duì)ConcurrentLinkedQueue進(jìn)行介紹)

然后我們介紹Java中常用的七個(gè)阻塞隊(duì)列。他們之間類圖關(guān)系：

我們可以看到，隊(duì)列是Collection的子類。也即和arrayList類似的。

接著我們就對(duì)七個(gè)阻塞隊(duì)列做了詳細(xì)的介紹。

阻塞隊(duì)列的七個(gè)子類

ArrayBlockingQueue(下文簡(jiǎn)稱：ABQueue)、LinkedBlockingQueue(下文簡(jiǎn)稱：LBQueue)、PriorityBlockingQueue(下文簡(jiǎn)稱：PBQueue)、DelayQueue(下文簡(jiǎn)稱：DQueue)、SynchronouseQueue(下文簡(jiǎn)稱：SyncQueue)、LinkedTrnsferQueue(下文簡(jiǎn)稱：LTQueue)、LinkedBlockingDeque(下文簡(jiǎn)稱：LBDeque)這個(gè)七個(gè)。

來分別說說每個(gè)隊(duì)列的特點(diǎn)：

ABQueue：

底層使用的是數(shù)組結(jié)構(gòu)。因?yàn)閿?shù)組需要初始化大小，所以其構(gòu)造器需要輸入隊(duì)列的大小。

是有界的阻塞安全隊(duì)列(思考：為什么說是有界的？是怎么保證線程安全的？)，默認(rèn)是不保證線程的公平性(思考：為什么默認(rèn)不能保證線程公平？如何保證線程安全？)，不允許向隊(duì)列中插入null元素。

LBQueue:

“有界”的阻塞安全隊(duì)列，其底層使用的是鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所謂的“有界”是因?yàn)椋J(rèn)隊(duì)列的大小是Integer.MAX_VALUE。這個(gè)數(shù)值等于21億+。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)太大了，也可以理解為無界的。不建議使用默認(rèn)值，最好在初始化的時(shí)候，指定隊(duì)列的大小。

PBQueue：

是一個(gè)支持優(yōu)先級(jí)的無界隊(duì)列。支持優(yōu)先級(jí)是因?yàn)槭褂昧薱omparator這個(gè)接口。默認(rèn)采用字典升序排序策略的。如果不想使用默認(rèn)的，在初始化的時(shí)候，還可以自定義比較器的。

以上三個(gè)隊(duì)列相關(guān)更詳細(xì)的介紹，歡迎回看《Java中常用的七個(gè)阻塞隊(duì)列介紹第一篇》。在這篇文章中，凱哥對(duì)這三個(gè)隊(duì)列做了詳細(xì)的介紹以及代碼演示。

DQueue：

是一個(gè)支持優(yōu)先級(jí)的無界阻塞隊(duì)列。支持優(yōu)先級(jí)是應(yīng)該底層使用的是PriorityQueue隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)的。而PriorityQueue隊(duì)列在添加元素的時(shí)候使用了siftUpComparable方法。這個(gè)對(duì)了的一個(gè)特點(diǎn)：支持延時(shí)獲取。所以，這個(gè)隊(duì)列可以運(yùn)用在緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)從隊(duì)列中獲取到數(shù)據(jù)，說明延時(shí)時(shí)間到了。

關(guān)于DQueue更多詳細(xì)的介紹，歡迎回看:《Java中常用的七個(gè)阻塞隊(duì)列第二篇DelayQueue源碼介紹》。在這篇文章中，凱哥做了詳細(xì)的介紹，同時(shí)使用代碼模擬了緩存數(shù)據(jù)到期操作。

SyncQueue：

是一個(gè)無存儲(chǔ)空間的阻塞同步隊(duì)列。不存儲(chǔ)元素的原因是因?yàn)?，一個(gè)put操作必須等待一個(gè)take操作與之對(duì)應(yīng)才可以。否則就不能繼續(xù)添加元素了。默認(rèn)使用非公平的。在性能上SyncQueue隊(duì)列的吞吐量比LBqueu和ABQueue的性能高。

LTQueue：是由鏈表組成的無界隊(duì)列。比其他隊(duì)列多了兩個(gè)方法：tryTransfer、transfer

LBDeque：鏈表組成的雙端隊(duì)列。這個(gè)隊(duì)列在以后凱哥講For/Join框架的時(shí)候，還會(huì)說到。

七個(gè)阻塞隊(duì)列的小總結(jié)：

接著，我們講解了隊(duì)列中常用的四組API。

阻塞隊(duì)列四組API

會(huì)拋異常的：添加元素使用add(e),刪除元素使用remove，檢查隊(duì)首元素使用的element.

當(dāng)隊(duì)列滿的時(shí)候，在向隊(duì)列中添加元素會(huì)拋出異常；當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候在從隊(duì)列中刪除或者是獲取隊(duì)首元素都會(huì)拋出異常；

帶有返回值的：添加元素：offer(e),刪除元素：poll()，檢查隊(duì)首元素：peek().

當(dāng)隊(duì)列滿的時(shí)候，再調(diào)用offer(e)向隊(duì)列中添加元素會(huì)返回false而不是拋出異常

當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候，調(diào)用take()或者是peek()方法返回null而不是拋出異常

阻塞一直等待的：添加元素：put(e),刪除元素:take()

當(dāng)隊(duì)列滿的時(shí)候，再向隊(duì)列中添加元素，隊(duì)列會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到元素添加成功為止。

當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候，再從隊(duì)列刪除元素，隊(duì)列會(huì)阻塞，直到能夠刪除元素為止。

帶有超時(shí)時(shí)間的阻塞：添加元素：offer(e,time,unit),刪除元素：poll(time,unit)

當(dāng)隊(duì)列滿的時(shí)候，調(diào)用offer(e,time,unit)會(huì)進(jìn)入阻塞等待中，當(dāng)過來超時(shí)時(shí)間，退出等待

當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候，調(diào)用poll(time,unit)方法會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)?shù)搅顺瑫r(shí)時(shí)間，會(huì)退出等待。

四組API總結(jié)：

關(guān)于四組API更詳細(xì)的介紹歡迎學(xué)習(xí):《Java阻塞隊(duì)列的四組API》。在這篇文章中凱哥做了詳細(xì)的介紹。用人的一生四個(gè)階段來比擬這四組API。

到此，我們已經(jīng)把Java中隊(duì)列介紹完畢。接下來，凱哥將帶著大家一起學(xué)習(xí)線程池。歡迎大家繼續(xù)學(xué)習(xí)。