Java队列（Queue）了解及使用

落日映苍穹つ 2023-06-27 06:14 108阅读 0赞

1.什么是队列？

> 队列是数据结构中比较重要的一种类型（是一种数据结构），它支持 FIFO，尾部添加、头部删除（先进队列的元素先出队列），跟我们生活中的排队类似。

2.什么情况下使用队列？

> 一般情况下，如果是对一些及时消息的处理，并且处理时间很短的情况下是不需要队列的，直接阻塞式的方法调用就可以了。但是如果在消息处理的时候特别费时间，这个时候如果有新消息来了，就只能处于阻塞状态，造成用户等待。这个时候便需要引入队列了。当接收到消息后，先把消息房贷队列中，然后再用行的线程进行处理，这个时候就不会有消息阻塞了。

3.队列介绍：  
队列有两种：

> ① 单队列 ： 就是常见的队列，每次添加元素时，都是添加对队尾。  
> ② 循环队列（暂不介绍）

4.队列Queue

>        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

**Java 集合中的 Queue 继承自 [Collection 接口][Collection] ，Deque, LinkedList, PriorityQueue, BlockingQueue 等类都实现了它。**

**Queue 用来存放 等待处理元素 的集合，这种场景一般用于缓冲、并发访问。**

**除了继承 Collection 接口的一些方法，Queue 还添加了额外的 添加、删除、查询操作。**

![format_png][]

添加、删除、查询这些个操作都提供了两种形式，其中一种在操作失败时直接抛出异常，而另一种则返回一个特殊的值：

![format_png 1][]

## Queue 方法介绍： ##

### 1.add(E), offer(E) 在尾部添加: ###

boolean add(E e);
    
    boolean offer(E e);

他们的共同之处是**建议实现类**禁止添加 null 元素，否则会报空指针 NullPointerException；

不同之处在于 add() 方法在添加失败（比如队列已满）时会报 一些运行时错误 错；而 offer() 方法即使在添加失败时也不会奔溃，只会返回 false。

### **注意** ###

> Queue 是个接口，它提供的 add, offer 方法初衷是希望子类能够禁止添加元素为 null，这样可以避免在查询时返回 null 究竟是正确还是错误。
> 
> 事实上大多数 Queue 的实现类的确响应了 Queue 接口的规定，比如 ArrayBlockingQueue，PriorityBlockingQueue 等等。
> 
> 但还是有一些实现类没有这样要求，比如 LinkedList。

### 2.remove(), poll() 删除并返回头部： ###

E remove();
    
    E poll();

当队列为空时 remove() 方法会报 NoSuchElementException 错; 而 poll() 不会奔溃，只会返回 null。

### 3.element(), peek() 获取但不删除： ###

E element();
    
    E peek();

队列为空时 element() 抛出异常；peek() 不会奔溃，只会返回 null。

## 其他 ##

1.虽然 LinkedList 没有禁止添加 null，但是一般情况下 Queue 的实现类都不允许添加 null 元素，为啥呢？因为 poll(), peek() 方法在异常的时候会返回 null，你添加了 null　以后，当获取时不好分辨究竟是否正确返回。

2.Queue 一般都是 FIFO 的，但是也有例外，比如优先队列 priority queue（它的顺序是根据自然排序或者自定义 comparator 的）；再比如 LIFO 的队列（跟栈一样，后来进去的先出去）。

不论进入、出去的先后顺序是怎样的，使用 remove()，poll() 方法操作的都是 头部 的元素；而插入的位置则不一定是在队尾了，不同的 queue 会有不同的插入逻辑。

### 5.代码示例： ###

import java.util.LinkedList;
    import java.util.Queue;
    
    
    /**
    
    	队列测试：实现类使用LinkedList
    	
    	Queue也有很多其他的实现类，比如java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue。
    	
    	LinkedBlockingQueue是一个阻塞的线程安全的队列，底层实现也是使用链式结构。
    */
    public class TestQuene 
    {
    	
    	// 定义一个队列
    	static Queue<String> queue;
    	
    	public static void before() {
    		// 实例化队列变量
    		queue = new LinkedList<String>();
    		 // add方法向队列中添加元素,返回布尔值，add方法添加失败时会抛异常,不推荐使用
    		 // queue.add("1");
    		 // queue.add("2");
    		 // queue.add("3");
    		 // queue.add("4");
    		 // queue.add("5");
    	
    		 // offer方法向队列中添加元素，返回布尔值
    		 queue.offer("a");
    		 queue.offer("b");
    		 queue.offer("c");
    		 queue.offer("d");
    		 queue.offer("e");
    	}
    	
    	// poll方法移除队列首个元素并返回，若队列为空，返回null
    	public static void test1() {
    		// 弹出元素
    		String pollEle = queue.poll(); // 先进先出,弹出了a
    		System.out.println(pollEle); // a
    		System.out.println(queue); // [b, c, d, e]
    	}
    	
    	// remove方法移除首个元素并返回,若队列为空,会抛出异常：NoSuchElementException，不推荐使用
    	public static void test2() {
    		// 弹出元素
    		String remove = queue.remove(); // 先进先出,弹出了a
    		System.out.println(remove); // a
    		System.out.println(queue); // [b, c, d, e]
    	}
    
    	// peek方法返回队列首个元素，但不移除，若队列为空，返回null
    	public static void test3() {
    		// 查看首个元素
    		String peek = queue.peek(); // 首个元素是a,最先加入
    		System.out.println(peek); // a
    		System.out.println(queue); // [a, b, c, d, e]
    	}
    
    	// element方法返回队列的头元素，但不移除，若队列为空，会抛出异常：NoSuchElementException，不推荐使用
    	public static void test4() {
    		// 查看首个元素
    		String element = queue.element();
    		System.out.println(element); // a
    		System.out.println(queue); // [a, b, c, d, e]
    	}
    
        public static void main( String[] args )
        {
        	before();
    //    	test1();
    //    	test2();
    //    	test3();
        	test4();
        }
        
    }

[Collection]: http://blog.csdn.net/u011240877/article/details/52773577
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