Java 集合深入理解(10):Deque 双端队列

什么是 Deque

DequeDouble ended queue (双端队列) 的缩写,读音和 deck 一样,蛋壳。

Deque 继承自 Queue,直接实现了它的有 LinkedList, ArayDeque, ConcurrentLinkedDeque 等。

Deque 支持容量受限的双端队列,也支持大小不固定的。一般双端队列大小不确定。

Deque 接口定义了一些从头部和尾部访问元素的方法。比如分别在头部、尾部进行插入、删除、获取元素。和 Queue

类似,每个操作都有两种方法,一种在异常情况下直接抛出异常奔溃,另一种则不会抛异常,而是返回特殊的值,比如 false, null …

插入(Insert)方法的第二种是针对固定大小的双端队列设计的。大多数情况下 插入都不会失败。

Deque 继承了 Queue 接口的方法。当 Deque 当做 队列使用时(FIFO),添加元素是添加到队尾,删除时删除的是头部元素。从 Queue 接口继承的方法对应容器的方法如图所示:

Deque 也能当栈用(后进先出)。这时入栈、出栈元素都是在 双端队列的头部 进行。Deque 中和栈对应的方法如图所示:

Deque 包含的方法如下图所示:

根据名字就能看到功能,具体实现我们下篇看 LinkedList 源码时介绍。

Deque 的实现类

Deque 的实现类主要分为两种场景:

  • 一般场景
    • LinkedList 大小可变的链表双端队列,允许元素为 null
    • ArrayDeque 大下可变的数组双端队列,不允许 null
  • 并发场景
    • LinkedBlockingDeque 如果队列为空时,获取操作将会阻塞,知道有元素添加

Deque 与 工作密取

在并发编程 中,双端队列 Deque 还用于 “工作密取” 模式。

什么是工作密取呢?

在 生产者-消费者 模式中,所有消费者都从一个工作队列中取元素,一般使用阻塞队列实现;

而在 工作密取 模式中,每个消费者有其单独的工作队列,如果它完成了自己双端队列中的全部工作,那么它就可以从其他消费者的双端队列末尾秘密地获取工作。

工作密取 模式 对比传统的 生产者-消费者 模式,更为灵活,因为多个线程不会因为在同一个工作队列中抢占内容发生竞争。在大多数时候,它们只是访问自己的双端队列。即使需要访问另一个队列时,也是从 队列的尾部获取工作,降低了队列上的竞争程度。

Thanks

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/interfaces/deque.html https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Deque.html http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2296 《Java 并发编程实战》

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