“栈”与“队列”呢点事（一）

因为栈和队列放在一起学习更容易理解，因为本文将化繁为简，尽量通俗易懂的解释栈与队列。
化腐朽为神奇？？？不，好像不能。

定义

栈

栈是一种操作受限的线性结构。举个比较典型的例子，叠一摞盘子。放盘子的时候，都是从下往上一个一个放；取的时候，也是从上往下一个一个地依次取，不能从中间任意抽出。这就是一种典型的‘栈’结构。它的思想就是先进后出，后进先出。

注意：栈的插入和删除操作只允许栈顶（也就是末尾）进行。

栈又分顺序栈和链式栈。基于数组实现的栈叫做顺序栈，基于链表实现的则叫链式栈。

栈的应用其实很广泛。比如表达式的转换和求值，函数调用，逆序输出，语法的检查（“()”“[]”“{}”“<>”这些成对出现的符号是否完整）回溯，递归，深度优先搜索等，业务上比如浏览器的前进后退。

栈的基本操作：

• 入栈（push）：将数据放入栈顶，栈顶top指针加一。
• 出栈（pop）：将栈顶数据数据输出，栈顶数据减一。

队列

队列也是一种操作受限的线性结构。它的思想也正好和栈相反--先进先出，后进后出。举个例子，排队买票，先来的先买，后来的人只能站末尾，并且不允许插队。队列的概念相对栈来讲，更好理解。

注意：队列它是只允许在首端删除，尾端插入。

队列分为顺序队列和链式队列，循环队列，阻塞队列，并发队列。同样，用数组实现的队列叫作顺序队列，用链表实现的队列叫作链式队列。循环队列则是一个环状。至于阻塞队列它其实就是在普通队列的基础上增加了阻塞的操作（生产者-消费者模型）。并发队列是基于线程安全为大前提的，也就是每一次的入队出队操作都加了锁（利用 CAS 原子操作，可以实现非常高效的并发队列）。

队列的应用也更加的广泛。比如循环队列、阻塞队列、并发队列。它们在很多偏底层系统、框架、中间件的开发中，起着关键性的作用。比如高性能队列 Disruptor、Linux 环形缓存，都用到了循环并发队列；Java concurrent 并发包利用 ArrayBlockingQueue 来实现公平锁；消息队列（activeMQ、rabbitMQ、rocketMQ、zeroMQ,kafka等等）就更不用提了，还有线程池等等。

队列的基本操作：

• 入队（enqueue）：将数据放入尾端，数据大小加一。
• 出队（dequeue）：将数据从首端取出，数据大小减一。

思考

关于堆栈

一般说栈的时候，也会提一下堆，但是要注意内存中的堆栈和数据结构堆栈不是一个概念，可以说内存中的堆栈是真实存在的物理区，数据结构中的堆栈是抽象的数据存储结构。

内存空间在逻辑上分为三部分：

代码区：存储方法体的二进制代码。高级调度（作业调度）、中级调度（内存调度）、低级调度（进程调度）控制代码区执行代码的切换。

静态数据区：存储全局变量、静态变量、常量，常量包括final修饰的常量和String常量。系统自动分配和回收。

和动态数据区：

动态数据区又分为栈区和堆区。

栈区：存储运行方法的形参、局部变量、返回值。由系统自动分配和回收。
堆区：new一个对象的引用或地址存储在栈区，指向该对象存储在堆区中的真实数据。

关于队列

使用队列的时候要注意

• 队列为空
  
• 队列只有一个元素，即头尾指针都指向空
  
• 初始化队列时，分配空间后不要忘记将头为指针置空
  

队列应用于有限的资源池的时候，用于排队请求，比如数据库连接池，线程池等。实际上，对于大部分资源有限的场景，当没有空闲资源时，基本上都可以通过“队列”这种数据结构来实现请求排队。

浅谈一下消息队列

有这么一种场景：小王到M记点餐之后，服务员给了他一个号牌，并让他在柜台桌子前方等待叫号取餐。每个人都按照自己付款拿到的号牌顺序排队等叫号。即使店里人再多，也不会显得没有秩序。

在上述场景中，柜台其实就充当了一个消息队列（Message Queue）。小王等生产者把订餐的消息发送到柜台即消息队列里，又从其中取了餐即消费了消息，可以说这就是消息队列的一个完整走向——消息被发送到队列中，又成功被消费者消费。“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器，队列的主要目的是提供路由并保证消息的传递。如果发送消息时接收者不可用，消息队列会保留消息，直到可以成功地传递它。

一般来说，消息队列是一种异步的服务间通信方式，是分布式系统中重要的组件，主要解决应用耦合，异步消息，流量削锋等问题，实现高性能，高可用，可伸缩和最终一致性架构。

扩展

下一篇则关于栈的具体实现和解析。

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