Java数据结构10-死磕Java队列-基础篇

---

title: 死磕Java队列
date: 2020-05-18 15:53:00
categories: 多线程,Java,Queue,队列
description: Java

• 1. 概念
  • 1.1. 非阻塞队列与阻塞队列
    • 1.1.1. 阻塞队列
    • 1.1.2. 非阻塞队列
  • 1.2. 有界队列与无界队列
• 2. 使用场景
• 3. 常用队列

1. 概念

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端进行删除操作，而在表的后端进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

队列除了保证队列中的元素有序之外，它在基本构造上还在差异，主要体现在 容量 、 阻塞 、 线程安全三个方面。

• 队列容量：从队列的大小以及容量来说，分为 有界队列、无界队列 。

• 阻塞：从现场阻塞的特征来说，分为 阻塞队列、非阻塞队列，这决定了队列的吞吐性能。

• 线程安全：从线程安全来说，分为 线程安全、非线程安全

队列除了上述差异，有的地方还把顺序队列、链式队列以及循环队列这三种队列单独拿出来说。

1.1. 非阻塞队列与阻塞队列

1.1.1. 阻塞队列

支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持阻塞的 插入 和 移除 方法。具体表现在：

• 队列的容量已满：队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满
• 队列中元素为空：获取元素的线程会等待队列变为非空

生产数据时，若队列已满，那么生产线程会暂停下来，直到队列中有可以存放数据的地方，才会继续工作；而当我们的消费者向队列中获取数据时，若队列为空，则消费者线程会暂停下来，直到容器中有元素出现，才能进行获取操作。

1.1.2. 非阻塞队列

• 队列的容量已满：插入元素抛出异常
• 队列中元素为空：获取元素的为空

1.2. 有界队列与无界队列

• 有界队列：队列对索要存储元素的上限设置有固定值。队列的容量，队列的容量决定了该队列保存元素的数量上限，这在某些特定场景下，使用 有界队列 可以规避无休止的元素添加而造成内存资源上的开销。

• 无界队列：队列对索要存储元素的没有设置固定大小，一般理论上的上线就是 Integer.MAX_VALUE 的值，但是从使用者的体验上，就相当于 “无界”。

2. 使用场景

JAVA 中的队列是在 JDK1.5 中被引入，它是一种数据结构，遵循原则就是 FIFO，即 先进先出。它的存在就是是为了解决 削峰填谷 ，给队列下游减轻压力，将生产速度较快的地方进行减速，以便于适应下游的处理速度。

3. 常用队列

日常使用中一些常用的 JAVA 队列的列表，我们按照是否阻塞、是否线程安全、是否有界作为划分，具体如下：

类名	是否阻塞	是否线程安全	是否有界	特点
LinkedList	非阻塞	线程安全	可选有界	基于链表
ArrayBlockingQueue	阻塞	线程安全	有界	基于数组的有界队列
LinkedBlockingQueue	阻塞	线程安全	可选有界	基于链表的无界队列
ConcurrentLinkedQueue	非阻塞	线程安全	无界	基于链表 线程安全的队列
PriorityBlockingQueue	阻塞	线程安全	无界	基于优先次序的无界队列
PriorityQueue	非阻塞	非线程安全	无界
SynchronousQueue	阻塞	线程安全	无数据队列	内部没有容器的队列 较特别
LinkedBlockingQueue	阻塞	线程安全	无界
DelayQueue	阻塞	线程安全	无界	基于时间优先级的队列
LinkedTrmsferQueue	阻塞	线程安全	无界	基于链表