一、队列的定义
我们都知道队列(Queue)是一种先进先出(FIFO)的数据结构，Java中定义了java.util.Queue接口用来表示队列。Java中的Queue与List、Set属于同一个级别接口，它们都是继承于Collection接口。
Java中还定义了一种双端队列java.util.Deque，我们常用的LinkedList就是实现了Deque接口。
下面我们看一下类的定义：
Queue & Deque
public interface Queue<E> extends Collection<E> {
boolean add(E e);
boolean offer(E e);
E remove();
E poll();
E element();
E peek();
}
public interface Deque<E> extends Queue<E> {
void addFirst(E e);
void addLast(E e);
boolean offerFirst(E e);
boolean offerLast(E e);
E removeFirst();
E removeLast();
E pollFirst();
E pollLast();
E getFirst();
E getLast();
E peekFirst();
E peekLast();
boolean removeFirstOccurrence(Object o);
boolean removeLastOccurrence(Object o);
// *** Queue methods ***
boolean add(E e);
boolean offer(E e);
E remove();
E poll();
E element();
E peek();
// *** Stack methods ***
void push(E e);
E pop();
// *** Collection methods ***
boolean remove(Object o);
boolean contains(Object o);
public int size();
Iterator<E> iterator();
Iterator<E> descendingIterator();
}
二、队列的实现
Java中对于队列的实现分为非阻塞和阻塞两种。
$ 非阻塞队列分为如下：
-
LinkedList
LinkedList是双相链表结构，在添加和删除元素时具有比ArrayList更好的性能。但在 Get 与 Set 方面弱于ArrayList。当然，这些对比都是指数据量很大或者操作很频繁的情况下的对比。 -
PriorityQueue
PriorityQueue维护了一个有序列表，存储到队列中的元素会按照自然顺序排列。当然，我们也可以给它指定一个实现了
java.util.Comparator接口的排序类来指定元素排列的顺序。 -
ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue是基于链接节点的并且线程安全的队列。因为它在队列的尾部添加元素并从头部删除它们，所以只要不需要知道队列的大小ConcurrentLinkedQueue对公共集合的共享访问就可以工作得很好。收集关于队列大小的信息会很慢，需要遍历队列。
$ 阻塞队列分为如下：
阻塞队列定义在了java.util.concurrent包中，java.util.concurrent.BlockingQueue 继承了Queue接口，它有 5 个实现类，分别是：
-
ArrayBlockingQueue
一个内部由数组支持的有界队列。初始化时必须指定队列的容量，还可以设置内部的ReentrantLock是否使用公平锁。但是公平性会使你在性能上付出代价，只有在的确非常需要的时候再使用它。它是基于数组的阻塞循环队列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
它的思想就是如果BlockQueue是空的，那么从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态，直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒。同样,如果BlockingQueue是满的，任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态，直到BlockingQueue里有空间才会被唤醒继续操作。
-
**LinkedBlockingQueue **
一个内部由链接节点支持的可选有界队列。初始化时不需要指定队列的容量，默认是
Integer.MAX_VALUE，也可以看成容量无限大。此队列按 FIFO（先进先出）排序元素 。 -
PriorityBlockingQueue
一个内部由优先级堆支持的无界优先级队列。PriorityBlockingQueue是对 PriorityQueue的再次包装，队列中的元素按优先级顺序被移除。
-
DelayQueue
一个内部由优先级堆支持的、基于时间的调度队列。队列中存放Delayed元素，只有在延迟期满后才能从队列中提取元素。当一个元素的getDelay()方法返回值小于等于0时才能从队列中poll中元素，否则poll()方法会返回null。
-
SynchronousQueue
一个利用 BlockingQueue 接口的简单聚集（rendezvous）机制。
下面简单介绍一下其中常用的方法：
- add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
- remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
- element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
- offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
- poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
- peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
- put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
- take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
三、示例
package com.ysc.thread;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
public class BlockingQueueTest {
public static void main(String[] args) {
final BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(3);
for(int i=0;i<2;i++){
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备放数据!");
queue.put(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经放了数据，" +
"队列目前有" + queue.size() + "个数据");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
//将此处的睡眠时间分别改为100和1000，观察运行结果
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备取数据!");
queue.take();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经取走数据，" +
"队列目前有" + queue.size() + "个数据");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
}
package com.ysc.thread;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class BlockingQueueCondition {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
final Business business = new Business();
service.execute(new Runnable(){
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<50;i++){
business.sub();
}
}
});
for(int i=0;i<50;i++){
business.main();
}
}
}
class Business {
BlockingQueue subQueue = new ArrayBlockingQueue(1);
BlockingQueue mainQueue = new ArrayBlockingQueue(1);
//这里是匿名构造方法，只要new一个对象都会调用这个匿名构造方法，它与静态块不同，静态块只会执行一次，
//在类第一次加载到JVM的时候执行
//这里主要是让main线程首先put一个，就有东西可以取，如果不加这个匿名构造方法put一个的话程序就死锁了
{
try {
mainQueue.put(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void sub(){
try {
mainQueue.take();
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
}
subQueue.put(1);
} catch (Exception e){
}
}
public void main() {
try {
subQueue.take();
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
}
mainQueue.put(1);
} catch (Exception e){
}
}
}