Queue： 基本上，一個(gè)隊(duì)列就是一個(gè)先入先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Queue接口與List、Set同一級別，都是繼承了Collection接口。LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque接 口。

Queue的實(shí)現(xiàn)

1、沒有實(shí)現(xiàn)的阻塞接口的LinkedList： 實(shí)現(xiàn)了java.util.Queue接口和java.util.AbstractQueue接口
　　內(nèi)置的不阻塞隊(duì)列： PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue
　　PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue 類在 Collection Framework 中加入兩個(gè)具體集合實(shí)現(xiàn)。
　　PriorityQueue 類實(shí)質(zhì)上維護(hù)了一個(gè)有序列表。加入到 Queue 中的元素根據(jù)它們的天然排序（通過其 java.util.Comparable 實(shí)現(xiàn)）或者根據(jù)傳遞給構(gòu)造函數(shù)的 java.util.Comparator 實(shí)現(xiàn)來定位。
　　ConcurrentLinkedQueue 是基于鏈接節(jié)點(diǎn)的、線程安全的隊(duì)列。并發(fā)訪問不需要同步。因?yàn)樗陉?duì)列的尾部添加元素并從頭部刪除它們，所以只要不需要知道隊(duì)列的大 小，　　　　 　　ConcurrentLinkedQueue 對公共集合的共享訪問就可以工作得很好。收集關(guān)于隊(duì)列大小的信息會(huì)很慢，需要遍歷隊(duì)列。

2)實(shí)現(xiàn)阻塞接口的：
　　java.util.concurrent 中加入了 BlockingQueue 接口和五個(gè)阻塞隊(duì)列類。它實(shí)質(zhì)上就是一種帶有一點(diǎn)扭曲的 FIFO 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。不是立即從隊(duì)列中添加或者刪除元素，線程執(zhí)行操作阻塞，直到有空間或者元素可用。
五個(gè)隊(duì)列所提供的各有不同：
　　* ArrayBlockingQueue ：一個(gè)由數(shù)組支持的有界隊(duì)列。
　　* LinkedBlockingQueue ：一個(gè)由鏈接節(jié)點(diǎn)支持的可選有界隊(duì)列。
　　* PriorityBlockingQueue ：一個(gè)由優(yōu)先級堆支持的無界優(yōu)先級隊(duì)列。
　　* DelayQueue ：一個(gè)由優(yōu)先級堆支持的、基于時(shí)間的調(diào)度隊(duì)列。
　　* SynchronousQueue ：一個(gè)利用 BlockingQueue 接口的簡單聚集（rendezvous）機(jī)制。

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下表顯示了jdk1.5中的阻塞隊(duì)列的操作：

　　add 增加一個(gè)元索 如果隊(duì)列已滿，則拋出一個(gè)IIIegaISlabEepeplian異常
　　remove 移除并返回隊(duì)列頭部的元素 如果隊(duì)列為空，則拋出一個(gè)NoSuchElementException異常
**　　element **返回隊(duì)列頭部的元素 如果隊(duì)列為空，則拋出一個(gè)NoSuchElementException異常
　　offer 添加一個(gè)元素并返回true 如果隊(duì)列已滿，則返回false
　　poll 移除并返問隊(duì)列頭部的元素 如果隊(duì)列為空，則返回null
　　peek 返回隊(duì)列頭部的元素 如果隊(duì)列為空，則返回null
　　put 添加一個(gè)元素 如果隊(duì)列滿，則阻塞
　　take 移除并返回隊(duì)列頭部的元素 如果隊(duì)列為空，則阻塞

**remove、element、offer 、poll、peek 其實(shí)是屬于Queue接口。 **

阻塞隊(duì)列的操作可以根據(jù)它們的響應(yīng)方式分為以下三類：aad、removee和element操作在你試圖為一個(gè)已滿的隊(duì)列增加元素或從空隊(duì)列取得元素時(shí) 拋出異常。當(dāng)然，在多線程程序中，隊(duì)列在任何時(shí)間都可能變成滿的或空的，所以你可能想使用offer、poll、peek方法。這些方法在無法完成任務(wù)時(shí) 只是給出一個(gè)出錯(cuò)示而不會(huì)拋出異常。

注意：poll和peek方法出錯(cuò)進(jìn)返回null。因此，向隊(duì)列中插入null值是不合法的

最后，我們有阻塞操作put和take。put方法在隊(duì)列滿時(shí)阻塞，take方法在隊(duì)列空時(shí)阻塞。

LinkedBlockingQueue的容量是沒有上限的（說的不準(zhǔn)確，在不指定時(shí)容量為Integer.MAX_VALUE，不要然的話在put時(shí)怎么會(huì)受阻呢），但是也可以選擇指定其最大容量，它是基于鏈表的隊(duì)列，此隊(duì)列按 FIFO（先進(jìn)先出）排序元素。

ArrayBlockingQueue在構(gòu)造時(shí)需要指定容量， 并可以選擇是否需要公平性，如果公平參數(shù)被設(shè)置true，等待時(shí)間最長的線程會(huì)優(yōu)先得到處理（其實(shí)就是通過將ReentrantLock設(shè)置為true來 達(dá)到這種公平性的：即等待時(shí)間最長的線程會(huì)先操作）。通常，公平性會(huì)使你在性能上付出代價(jià)，只有在的確非常需要的時(shí)候再使用它。它是基于數(shù)組的阻塞循環(huán)隊(duì) 列，此隊(duì)列按 FIFO（先進(jìn)先出）原則對元素進(jìn)行排序。

PriorityBlockingQueue是一個(gè)帶優(yōu)先級的 隊(duì)列，而不是先進(jìn)先出隊(duì)列。元素按優(yōu)先級順序被移除，該隊(duì)列也沒有上限（看了一下源碼，PriorityBlockingQueue是對 PriorityQueue的再次包裝，是基于堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList一樣，所以在優(yōu)先阻塞 隊(duì)列上put時(shí)是不會(huì)受阻的。雖然此隊(duì)列邏輯上是無界的，但是由于資源被耗盡，所以試圖執(zhí)行添加操作可能會(huì)導(dǎo)致 OutOfMemoryError），但是如果隊(duì)列為空，那么取元素的操作take就會(huì)阻塞，所以它的檢索操作take是受阻的。另外，往入該隊(duì)列中的元 素要具有比較能力。

DelayQueue（基于PriorityQueue來實(shí)現(xiàn)的）是一個(gè)存放Delayed 元素的無界阻塞隊(duì)列，只有在延遲期滿時(shí)才能從中提取元素。該隊(duì)列的頭部是延遲期滿后保存時(shí)間最長的 Delayed 元素。如果延遲都還沒有期滿，則隊(duì)列沒有頭部，并且poll將返回null。當(dāng)一個(gè)元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個(gè)小于或等于零的值時(shí)，則出現(xiàn)期滿，poll就以移除這個(gè)元素了。此隊(duì)列不允許使用 null 元素。

image.png

package com.yao;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class BlockingQueueTest {
 /**
 定義裝蘋果的籃子
  */
 public static class Basket{
  // 籃子，能夠容納3個(gè)蘋果
  BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);

  // 生產(chǎn)蘋果，放入籃子
  public void produce() throws InterruptedException{
   // put方法放入一個(gè)蘋果，若basket滿了，等到basket有位置
   basket.put("An apple");
  }
  // 消費(fèi)蘋果，從籃子中取走
  public String consume() throws InterruptedException{
   // get方法取出一個(gè)蘋果，若basket為空，等到basket有蘋果為止
   String apple = basket.take();
   return apple;
  }

  public int getAppleNumber(){
   return basket.size();
  }

 }
 //　測試方法
 public static void testBasket() {
  // 建立一個(gè)裝蘋果的籃子
  final Basket basket = new Basket();
  // 定義蘋果生產(chǎn)者
  class Producer implements Runnable {
   public void run() {
    try {
     while (true) {
      // 生產(chǎn)蘋果
      System.out.println("生產(chǎn)者準(zhǔn)備生產(chǎn)蘋果：" 
        + System.currentTimeMillis());
      basket.produce();
      System.out.println("生產(chǎn)者生產(chǎn)蘋果完畢：" 
        + System.currentTimeMillis());
      System.out.println("生產(chǎn)完后有蘋果："+basket.getAppleNumber()+"個(gè)");
      // 休眠300ms
      Thread.sleep(300);
     }
    } catch (InterruptedException ex) {
    }
   }
  }
  // 定義蘋果消費(fèi)者
  class Consumer implements Runnable {
   public void run() {
    try {
     while (true) {
      // 消費(fèi)蘋果
      System.out.println("消費(fèi)者準(zhǔn)備消費(fèi)蘋果：" 
        + System.currentTimeMillis());
      basket.consume();
      System.out.println("消費(fèi)者消費(fèi)蘋果完畢：" 
        + System.currentTimeMillis());
      System.out.println("消費(fèi)完后有蘋果："+basket.getAppleNumber()+"個(gè)");
      // 休眠1000ms
      Thread.sleep(1000);
     }
    } catch (InterruptedException ex) {
    }
   }
  }

  ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
  Producer producer = new Producer();
  Consumer consumer = new Consumer();
  service.submit(producer);
  service.submit(consumer);
  // 程序運(yùn)行10s后，所有任務(wù)停止
  try {
   Thread.sleep(10000);
  } catch (InterruptedException e) {
  }
  service.shutdownNow();
 }
 public static void main(String[] args) {
  BlockingQueueTest.testBasket();
 }
}

非阻塞隊(duì)列：ConcurrentLinkedQueue(無界線程安全)，采用CAS機(jī)制（compareAndSwapObject原子操作）。
阻塞隊(duì)列：ArrayBlockingQueue(有界)、LinkedBlockingQueue（無界）、DelayQueue、PriorityBlockingQueue，采用鎖機(jī)制；使用 ReentrantLock 鎖。