Queue队列家族介绍

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Queue

队列接口，是一个为在处理前保存元素而设计的集合

Queue接口方法

add(E e)：向集合中添加一个元素，如果是容量受限的队列（有界队列），当队列已满后，继续向队列中添加元素，将会抛异常，添加成功后，返回true
offer(E e)：向集合中添加一个元素，如果是容量受限的队列（有界队列），当队列已满后，继续向队列中添加元素，将会返回false，否则返回true

remove()：获取并删除队列中的头元素，当队列为空时，调用此方法，将会抛出异常，删除成功后，返回被删除的元素对象
poll()：获取并删除队列中的头元素，当队列为空时，返回null，否则返回被删除的元素对象
element()：获取队列中的头元素，当队列为空时，将抛出异常，否则返回队列的头元素
peek()：获取队列中的头元素，当队列为空时，返回null，否则返回队列的头元素

BlockingQueue

阻塞队列接口，继承Queue接口，阻塞队列中的方法有4中形式，1)直接抛出一个异常；2)返回一个特定的值null或false等；3)无限期阻塞当前线程直到满足条件才继续后续操作；4)在给定的最大时间限制内阻塞；阻塞队列中的所有实现都是线程安全的，如果队列中没有元素，当获取队列中的元素时，将会一直阻塞，直到队列中有值后，才会返回元素内容；当向队列中添加元素时，如果队列已满，将会一直阻塞，直到队列中有空间时，才会将元素添加到队列中；

BlockingQueue接口方法

put(E e)：向队列中添加元素，当队列已满时，将会一直阻塞，直到队列有空间时，才会成功将数据添加到队列中
offer(E e,long timeout,TimeUnit unit)：将指定的元素插入到队列中，如有必要，等待指定的等待时间以使空间可用，在timeout时间后，如果队列中还是没有空间可用，将会抛出异常
take()：获取并移除头元素，当队列中没有元素时，将会一直阻塞，直到有元素时，将会移除队列的头元素
poll(long timeout,TimeUnit unit)：检索并删除此队列的头元素，如果需要，可等待指定的等待时间以使元素可用
drainTo(Collection<?superE> c)：移除队列中的所有元素，并将这些元素添加到给定的集合中

Queue实现类

无界队列：PriorityBlockingQueue、ConcurrentLinkedQueue
有界队列：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue
阻塞队列：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue

阻塞队列实现类PriorityBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等都是线程安全的，内部调用ReentrantLock的lock或lockInterruptibly方法进行加锁，等待逻辑执行完成后，使用调用unlock释放锁

PriorityBlockingQueue：是一个使用与类PriorityQueue相同的排序规则并提供阻塞检索操作的无边界阻塞优先级队列，优先级队列不允许使用null元素，依赖自然排序的优先级队列不允许插入不能比较的对象
ConcurrentLinkedQueue：是一个基于链表节点的、线程安全的无界队列，遵循先进先出规则，队列中的头元素是队列中时间最长的元素，尾元素是队列中时间最短的元素；添加元素时，从队列尾添加元素，读取元素时，从队列的头读取元素；当多个线程需要共享一个集合时，可以使用ConcurrentLinkedQueue来保存集合，此集合不允许使用null元素
ArrayBlockingQueue：是一个由数组组成的有界阻塞队列，此队列遵循先进先出的原则，队列中的头元素是队列中时间最长的元素，尾元素是队列中时间最短的元素；添加元素时，从队列尾添加元素，读取元素时，从队列的头读取元素；这是一个景点的有界缓冲队列，是一个有生产者添加数据、消费者读取数据的固定大小的数组；一旦创建好ArrayBlockingQueue，其容量大小不可改变
LinkedBlockingQueue：是一个基于链接节点的、大小可选的有界阻塞队列，此队列遵循先进先出原则，队列中的头元素是队列中时间最长的元素，尾元素是队列中时间最短的元素；添加元素时，从队列尾添加元素，读取元素时，从队列的头读取元素；此队列比ArrayBlockingQueue具有更高的吞吐量，但其性能不好预测
SynchronousQueue：阻塞队列，其中每个put/offer操作必须等待另一个线程执行相应的take/poll操作，反之亦然；其内部没有数据缓存空间，不用来保存数据；数据是在配对的生产者和消费者线程之间直接传递的，并不会将数据缓冲数据到队列中，使用示例如下

1. publicstaticvoid main(String[] args)throwsInterruptedException{

2.    SynchronousQueue queue =newSynchronousQueue();

3.    Runnable offer =()->{

4.        try{

5.            queue.offer(1,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);

6.        }catch(InterruptedException e){

7.            e.printStackTrace();

8.        }

9.    };

10.    Runnable poll =()->System.out.println("test SynchronousQueue:" + queue.poll());

11.    newThread(offer).start();

12.    Thread.sleep(1000);

13.    newThread(poll).start();

14. }

创建offer生产者线程和poll消费者线程，然后启动两个线程，最终生产者线程将数据传递给消费者线程，打印结果为：testSynchronousQueue:1

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