java中的原生队列

Posted 2021-02-09 farmer-lau

1.非阻塞
1.1，PriorityQueue：优先级队列，存入的元素可以实现Comparable，从而按照自定义的顺序去执行
1.2，LinkedList:双向链表，实现了Dequeue接口
2.阻塞
2.1，ArrayBlockingQueue：数组队列
a.底层是数组，读取快，增删慢
b.指定公平性（是否让等待最长的队列先执行）,默认不公平
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair)，fair：公平
c.创建时必须指定大小
d.先进先出（公平性是另一个范畴，公平性是相对于队列的消费者而言的）
2.2，LinkedBlockingQueue：链表队列
a.底层是双向链表，增删快，读取慢
b.可以不指定容量大小，默认Integer.MAX_VALUE
c.没有公平性一说
d.先进先出（公平性是另一个范畴，公平性是相对于队列的消费者而言的）
2.3，PriorityBlockingQueue：优先级队列
a.需要传入一个Comparable的实现类,即自定义优先级
b.此队列是无界队列，但是可以指定初始容量，大最大容量没有限制，插入元素不 会被阻塞
2.4，DelayQueue：延时队列
a.无界队列，插入元素不会被阻塞
b.只有当指定的延时时间到了才能从队列中获得元素

3.方法
3.1.阻塞队列和非阻塞队列的通用方法
3.1.1增
add(E e):将元素e插入到队列末尾，如果插入成功，则返回true；如果插入失败（即 队列已满），则会抛出异常；
offer(E e)：将元素e插入到队列末尾，如果插入成功，则返回true；如果插入失败（即队列已满），则返回false；
3.1.2删
remove()：移除队首元素，若移除成功，则返回true；如果移除失败（队列为空），则会抛出异常；
poll()：移除并获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null；
3.1.3查
poll()：移除并获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null；
　 peek()：获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null

一般用：offer(E e)，poll()，peek()

2.阻塞队列的特有方法
3.2.1增
　put(E e)方法用来向队尾存入元素，如果队列满，则等待
offer(E e,long timeout, TimeUnit unit)方法用来向队尾存入元素，如果队列满，则等待一定的时间，当时间期限达到时，如果还没有插入成功，则返回false；否则返回true；

3.2.2查
take方法用来从队首取元素，如果队列为空，则等待；
poll(long timeout, TimeUnit unit)方法用来从队首取元素，如果队列空，则等待一定的时间，当时间期限达到时，如果取到，则返回null；否则返回取得的元素；

4.代码示例
阻塞队列不用自己写线程等待和唤醒的代码，很方便
1.下面先使用Object.wait()和Object.notify()、非阻塞队列实现生产者-消费者模式：
class Test {
private int queueSize = 10;
private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);

public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Consumer consumer = test.new Consumer();
try {
Thread.sleep(1000l);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
Producer producer = test.new Producer();

producer.start();
consumer.start();
}

class Consumer extends Thread{

@Override
public void run() {
consume();
}

private void consume() {
while(true){
synchronized (queue) {
while(queue.size() == 0){
try {
System.out.println("队列空，等待数据");
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
queue.notify();
}
}
queue.poll(); //每次移走队首元素
queue.notify();
System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+queue.size()+"个元素");
}
}
}
}

class Producer extends Thread{

 

 

@Override
public void run() {
produce();
}

private void produce() {
while(true){
synchronized (queue) {
while(queue.size() == queueSize){
try {
System.out.println("队列满，等待有空余空间");
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
queue.notify();
}
}
queue.offer(1); //每次插入一个元素
queue.notify();
System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+(queueSize-queue.size()));
}
}
}
}
}

2.下面是使用阻塞队列实现的生产者-消费者模式：

class Test {
private int queueSize = 10;
private ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(queueSize);

public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Producer producer = test.new Producer();
Consumer consumer = test.new Consumer();

producer.start();
consumer.start();
}

class Consumer extends Thread{

@Override
public void run() {
consume();
}

private void consume() {
while(true){
try {
queue.take();
System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+queue.size()+"个元素");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

class Producer extends Thread{

@Override
public void run() {
produce();
}

private void produce() {
while(true){
try {
queue.put(1);
System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+(queueSize-queue.size()));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}