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Java队列学习第一篇之列介绍

Java队列学习第一篇之列介绍

队列大家都知道,但是在Java中队列分哪几种呢?清楚吗?都有哪些地方用到了队列呢?最常用的场景的就是消息中间件,比如各种MQ都是使用的队列来的。如果没有用过消息中间件,那么线程池应该都知道吧。线程池也就是使用队列的。还有redis也是基于队列来实现的。学完本系列教程后,对队列有了了解之后,才能更好的学习线程池相关的。所以本系列大家要好好学。

本文主要内容:为什么会有队列?队列分类;队列类图关系。

本文出自凯哥Java(kaigejava)的《凯哥Java并发系列》之《Java并发编程之队列》系列的第一篇:《Java队列学习第一篇之队列介绍》

一:为什么会有队列

队列数据结构定义:

先来看看队列数据结构的定义:队列(Queue)是一种先进先出(first in first out:FIFO)的抽象的数据结构。对应我们日常生活中常见的是排队买票、排查吃饭等场景。

队列的实现方式

通常情况下,队列的实现有两种方式来实现的:数组和链表这两种方式。

两种方式的不同:

使用数据实现的队列:我们知道,数组一般都要声明数组的大小。通常是循环数组,队列的大小受限于数组的大小。所以存在着天然的个数上限限制的。

数组的添加(插入)和获取(取出)元素的时候,必须是从队列的头部和队列尾部的指针进行判断队列是否已经满了或者是空队列操作的。

使用链表实现的队列,就没有数量的限制了。在插入元素的时候,直接连接在链表的尾部,需要取出元素的时候,直接从链表的头部取出即可。

为什么会有队列呢?

为了解决现实生活中的问题(废话嘛,软件设计出来就是为了解决生活中的问题),虽然感觉是一句废话,但是从侧面说出了,我们学的不管是各种并发锁还是Java基础,都是从生活实际出发的。那么,我们就来列举生活中的例子来理解队列。

在生活中,我们有时候会遇到这样的场景:比如中午我们排队去吃饭,等到你的时候,有可能有些饭菜没有了,老板会告诉你等几分钟,饭菜还在准备中。这种情况,你有可能选择继续等待着,等待着老板把饭菜做好,你也可以选择不等待老板,对老板说一声你先去买瓶水或者是抽根烟,干自己的事,直到老板把饭菜做好后,再来就餐。

注意,这里有两个选择操作:一个是等待着;一个是不等待。这两个选择对应我们Java中的算法分别是阻塞和非阻塞。

二: Java中队列的分类

在并发编程中,有时候我们需要使用到队列,而且是需要线程安全的队列。那么实现队列有几种方式呢?有两种方式:一种是使用了阻塞算法的阻塞队列(如上文中的吃饭的时候等待着老板把饭菜做好);另一种是使用非阻塞算法(在老板告知需要等待的时候,你去干自己的事,等饭菜做好再来就餐)。

Java中阻塞算法的队列实现方式可以用一个锁,即入队和出队都是用同一把锁来操作(可以理解为:排队吃饭的时候从接待到做饭都是同一个人)的或者是使用不同的锁。即入队和出队使用不同的锁(可以理解为:排队吃饭的时候,接待的人和做饭的人不是同一个)。

非阻塞队列常用的有哪些?

常用的有三个:LinkedList、PriorityQueue和ConcurrentLinkedQueue.

没有实现阻塞接口的LinkedList.实现了queue接口。类图如下:

实现了AbstractQueue的内置不堵塞队列:PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue

类图如下:

两者的区别:

阻塞队列常用的有哪些?

Java中阻塞队列都是实现了BlockingQueue接口的。实现类如下图:

常有的有七个:ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、DelayQueue、SynchronousQueue、LinkedTransferQueue、LinkedBlockingDeque。

类图:

本文主要是对Java中队列体系做了个简介。在后面文章中凯哥(凯哥Java:kaigejava)将主要介绍阻塞队列相关的。

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