【算法】数据结构：队列
今天来介绍队列！
打算边学习，边把数据结构和一些常用的算法整理下，文章大概都会按照，是什么，为什么，怎么样来写，不算科普文章，更多是自己的一些思考和想法，还有找到一些优质资源的分享！
一、队列是什么？
队列和栈一样，都是受限制的数据结构，记住一点：FIFO（first input first output），先进先出，就和排队一样（火车站买票，前面的人先买完离开）
所以队列提供的api，应该类似
enQueue/add/offer：往队列中添加数据的方法
deQueue/remove/poll：从队列头把数据移除
peek：不移除数据，但是可以查看队列头的数据
大家可以看看，java的Queue接口是如何定义的！
java Queue中 add/offer，element/peek，remove/poll区别（作者：行者小朱）：https://blog.csdn.net/u012050154/article/details/60572567
二、为什么用队列？
其实我觉得为什么用队列也非常好理解，现实生活中，遇到排队的问题不要太多！各种买票，点餐，任何有顺序的事情，并且一次性处理不完，自然就要排队。
举个代码中的例子：
客户发起了创建自定义人群的任务，数据库一次性只能处理3个（线程池中只有3个线程），那么用户提交了10个怎么办，不就是创建一个队列，把所有任务按照先来后到的顺序放入到队列中，3个线程空闲，就直接到队列中拿头部的任务，其他的任务等待就好了，等执行的线程有空了，就会再次到队列中拿出排前面的任务去执行
所以如果java事先帮你实现了队列，那么你调用起来就非常的方便，新来一条数据，直接塞入队列，只需要每次都从队列里拿数据出来处理就可以了，不需要管队列里具体是什么（当然如果要写出性能好的代码，还是要研究下具体实现的嘿嘿~）
三、队列底层是什么？
队列底层可以使用数组和链表来实现
1、使用链表实现
（1）就是拿两个指针（front和rear），一个指向头节点，一个指向尾节点
（2）、插入数据，就往尾部插入，rear向后移动
（3）、移除数据，就是front往后移动一位，头节点没有被引用就会被GC自动回收掉
2、使用数组实现
（1）、由于数组是固定长度的，所以数组实现的队列，就会有初始长度，而且当队列满了的时候，就要自动扩容（参照ArrayList这种底层是数组的集合的扩容实现）
（2）、还是要拿两个指针（front和rear），一个指向头节点，一个指向尾节点
（3）、但是问题来了，头节点的数据被移除，咋办，有两种选择，其一是每次移除，就把所有数据迭代一遍（往前移一位）；其二，实现环形数组（至于环形数组咋搞，大家百度吧，就搜索环形数组实现队列，或者直接去看LeetCode上面的题目）
环形数组实现队列的难点就在于，如何判断队列空和满的情况！要么通过一个变量来记录现有的element个数，要么就需要多一个空间，以此用%运算来区分空和满（如果不知道我在说什么的，还是建议大家百度相关文章）
四、队列有哪些可拓展的功能
我不知道我能不能说全了，说一些常用的我见过的。
1、双向队列
双向队列，可以看看java中的Deque接口的具体实现类，可以作为队列也可以作为栈来使用，还是挺厉害的！！
下图是我白嫖来的
Java双向队列Deque栈与队列（作者：森林屿麓）：https://blog.csdn.net/u013967628/article/details/85210036
看最下面两个类，区别就是一个用链表实现，一个用数组实现！
2、优先级队列
有时候，我们不想按照数据进入的顺序来取数据，我们想定义优先级（这不就像是现实社会，你排队的时候，突然来了个VIP用户，然后他很自然就排到你前面去了，哭了TAT），比如一个优先级很高的任务，他将会被先处理！
大家可以看看这个类，PriorityQueue，他其实用数组实现了二叉树的结构，来完成排序的，大家有兴趣可以自行百度一些文章，也可以看我下面分享的这篇（但是可能需要你先理解二叉树这种数据结构，堆排序这一方面的知识）
JAVA中PRIORITYQUEUE详解（作者：Elliott_Su）：https://www.cnblogs.com/Elliott-Su-Faith-change-our-life/p/7472265.html
3、适用于并发场景下的队列（阻塞和线程安全）
我想把这两点放在一起讲
（1）、先说阻塞
如果你有去看queue的一些实现，你会发现，有些的名称上面有写blocking
阻塞队列使用于什么场景？
消息队列！（时至今日，消息队列应该也挺常见了吧，比如kafka，各种xxxMQ）
一个线程从队列中取数据的时候，如果队列为空，那么线程就会阻塞，等到队列有新的数据进来，线程才会取到数据，继续后续的操作，相对的，如果队列已满，线程插入数据的时候也会阻塞，等到有空间了再继续处理
（2）、线程安全
所以说到消息队列，一般消费者都会有多个吧，这就是多线程的情况，那我们就要考虑线程安全的问题！
可以看到基本所有的BlockingQueue都来自于java.util.concurrent（JUC）这个多线程包，你可以点到这些类里面具体看看，你会惊人的发现，他们基本上都使用了ReentrantLock这个类
这里就不具体介绍ReentrantLock类了，大家可以自行百度，这其实就是一个上锁的操作（synchronized关键字也是用来加锁的）
所以，阻塞队列使用了锁，那么他们就可以用到正式开发中的多线程环境中！！
五、相关题目
emmm我发现LeetCode上有标签
1、访问：https://leetcode-cn.com/problemset/all/
2、右下角找到标签分类
3、进去做题就好了
我觉得：
首先，要能够自己实现环形队列
其次，知道队列底层是什么，能够发现工作中什么样的场景使用哪个（java已经定义好的）类性能更好（总不能啥轮子都自己造吧，写完还一堆bug就很糟糕）