java中佇列的介紹和使用

  Queue： 基本上，一個佇列就是一個先入先出（FIFO）的資料結構 Queue介面與List、Set同一級別，都是繼承了Collection介面。LinkedList實現了Deque接 口。 Queue的實現 1、沒有實現的阻塞介面的LinkedList： 實現了java.util.Queue介面和java.util.AbstractQueue介面
　　內建的不阻塞佇列： PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue
　　PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue 類在 Collection Framework 中加入兩個具體集合實現。 
　　PriorityQueue 類實質上維護了一個有序列表。加入到 Queue 中的元素根據它們的天然排序（通過其 java.util.Comparable 實現）或者根據傳遞給建構函式的 java.util.Comparator 實現來定位。
　　ConcurrentLinkedQueue 是基於連結節點的、執行緒安全的佇列。併發訪問不需要同步。因為它在佇列的尾部新增元素並從頭部刪除它們，所以只要不需要知道佇列的大 小，　　　　    　　      ConcurrentLinkedQueue 對公共集合的共享訪問就可以工作得很好。收集關於佇列大小的資訊會很慢，需要遍歷佇列。
2、實現阻塞介面的：
　　java.util.concurrent 中加入了 BlockingQueue 介面和五個阻塞佇列類。它實質上就是一種帶有一點扭曲的 FIFO 資料結構。不是立即從佇列中新增或者刪除元素，執行緒執行操作阻塞，直到有空間或者元素可用。
    五個佇列所提供的各有不同：
　　* ArrayBlockingQueue ：一個由陣列支援的有界佇列。
　　* LinkedBlockingQueue ：一個由連結節點支援的可選有界佇列。
　　* PriorityBlockingQueue ：一個由優先順序堆支援的無界優先順序佇列。
　　* DelayQueue ：一個由優先順序堆支援的、基於時間的排程佇列。
　　* SynchronousQueue ：一個利用 BlockingQueue 介面的簡單聚集（rendezvous）機制。

  下表顯示了jdk1.5中的阻塞佇列的操作：

 

　　add        增加一個元索                     如果佇列已滿，則丟擲一個IIIegaISlabEepeplian異常
　　remove   移除並返回佇列頭部的元素    如果佇列為空，則丟擲一個NoSuchElementException異常
　　element  返回佇列頭部的元素             如果佇列為空，則丟擲一個NoSuchElementException異常
　　offer       新增一個元素並返回true       如果佇列已滿，則返回false
　　poll         移除並返問佇列頭部的元素    如果佇列為空，則返回null
　　peek       返回佇列頭部的元素             如果佇列為空，則返回null
　　put         新增一個元素                      如果佇列滿，則阻塞
　　take        移除並返回佇列頭部的元素     如果佇列為空，則阻塞

 

remove、element、offer 、poll、peek 其實是屬於Queue介面。

 

阻塞佇列的操作可以根據它們的響應方式分為以下三類：aad、removee和element操作在你試圖為一個已滿的佇列增加元素或從空佇列取得元素時 丟擲異常。當然，在多執行緒程式中，佇列在任何時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時 只是給出一個出錯示而不會丟擲異常。

 

注意：poll和peek方法出錯進返回null。因此，向佇列中插入null值是不合法的

 

最後，我們有阻塞操作put和take。put方法在佇列滿時阻塞，take方法在佇列空時阻塞。

LinkedBlockingQueue的容量是沒有上限的（說的不準確，在不指定時容量為Integer.MAX_VALUE，不要然的話在put時怎麼會受阻呢），但是也可以選擇指定其最大容量，它是基於連結串列的佇列，此佇列按 FIFO（先進先出）排序元素。
ArrayBlockingQueue在構造時需要指定容量， 並可以選擇是否需要公平性，如果公平引數被設定true，等待時間最長的執行緒會優先得到處理（其實就是通過將ReentrantLock設定為true來 達到這種公平性的：即等待時間最長的執行緒會先操作）。通常，公平性會使你在效能上付出代價，只有在的確非常需要的時候再使用它。它是基於陣列的阻塞迴圈隊 列，此佇列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。
PriorityBlockingQueue是一個帶優先順序的 佇列，而不是先進先出佇列。元素按優先順序順序被移除，該佇列也沒有上限（看了一下原始碼，PriorityBlockingQueue是對 PriorityQueue的再次包裝，是基於堆資料結構的，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList一樣，所以在優先阻塞 佇列上put時是不會受阻的。雖然此佇列邏輯上是無界的，但是由於資源被耗盡，所以試圖執行新增操作可能會導致 OutOfMemoryError），但是如果佇列為空，那麼取元素的操作take就會阻塞，所以它的檢索操作take是受阻的。另外，往入該佇列中的元 素要具有比較能力。
DelayQueue（基於PriorityQueue來實現的）是一個存放Delayed 元素的無界阻塞佇列，只有在延遲期滿時才能從中提取元素。該佇列的頭部是延遲期滿後儲存時間最長的 Delayed 元素。如果延遲都還沒有期滿，則佇列沒有頭部，並且poll將返回null。當一個元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個小於或等於零的值時，則出現期滿，poll就以移除這個元素了。此佇列不允許使用 null 元素。

 

  一個例子： [Java] 純文字檢視 複製程式碼                  

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89

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個蘋果   BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);     // 生產蘋果，放入籃子   public void produce() throws InterruptedException{    // put方法放入一個蘋果，若basket滿了，等到basket有位置    basket.put("An apple");   }   // 消費蘋果，從籃子中取走   public String consume() throws InterruptedException{    // get方法取出一個蘋果，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() {   // 建立一個裝蘋果的籃子   final Basket basket = new Basket();   // 定義蘋果生產者   class Producer implements Runnable {    public void run() {     try {      while (true) {       // 生產蘋果       System.out.println("生產者準備生產蘋果："         + System.currentTimeMillis());       basket.produce();       System.out.println("生產者生產蘋果完畢："         + System.currentTimeMillis());       System.out.println("生產完後有蘋果："+basket.getAppleNumber()+"個");       // 休眠300ms       Thread.sleep(300);      }     } catch (InterruptedException ex) {     }    }   }   // 定義蘋果消費者   class Consumer implements Runnable {    public void run() {     try {      while (true) {       // 消費蘋果       System.out.println("消費者準備消費蘋果："         + System.currentTimeMillis());       basket.consume();       System.out.println("消費者消費蘋果完畢："         + System.currentTimeMillis());       System.out.println("消費完後有蘋果："+basket.getAppleNumber()+"個");       // 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);   // 程式執行10s後，所有任務停止   try {    Thread.sleep(10000);   } catch (InterruptedException e) {   }   service.shutdownNow();  }  public static void main(String[] args) {   BlockingQueueTest.testBasket();  } }

          轉自：https://www.cnblogs.com/zhuxiaopijingjing/p/12963570.html Queue： 基本上，一個佇列就是一個先入先出（FIFO）的資料結構 Queue介面與List、Set同一級別，都是繼承了Collection介面。LinkedList實現了Deque接 口。 Queue的實現 1、沒有實現的阻塞介面的LinkedList： 實現了java.util.Queue介面和java.util.AbstractQueue介面
　　內建的不阻塞佇列： PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue
　　PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue 類在 Collection Framework 中加入兩個具體集合實現。 
　　PriorityQueue 類實質上維護了一個有序列表。加入到 Queue 中的元素根據它們的天然排序（通過其 java.util.Comparable 實現）或者根據傳遞給建構函式的 java.util.Comparator 實現來定位。
　　ConcurrentLinkedQueue 是基於連結節點的、執行緒安全的佇列。併發訪問不需要同步。因為它在佇列的尾部新增元素並從頭部刪除它們，所以只要不需要知道佇列的大 小，　　　　    　　      ConcurrentLinkedQueue 對公共集合的共享訪問就可以工作得很好。收集關於佇列大小的資訊會很慢，需要遍歷佇列。
2、實現阻塞介面的：
　　java.util.concurrent 中加入了 BlockingQueue 介面和五個阻塞佇列類。它實質上就是一種帶有一點扭曲的 FIFO 資料結構。不是立即從佇列中新增或者刪除元素，執行緒執行操作阻塞，直到有空間或者元素可用。
    五個佇列所提供的各有不同：
　　* ArrayBlockingQueue ：一個由陣列支援的有界佇列。
　　* LinkedBlockingQueue ：一個由連結節點支援的可選有界佇列。
　　* PriorityBlockingQueue ：一個由優先順序堆支援的無界優先順序佇列。
　　* DelayQueue ：一個由優先順序堆支援的、基於時間的排程佇列。
　　* SynchronousQueue ：一個利用 BlockingQueue 介面的簡單聚集（rendezvous）機制。

  下表顯示了jdk1.5中的阻塞佇列的操作：

 

　　add        增加一個元索                     如果佇列已滿，則丟擲一個IIIegaISlabEepeplian異常
　　remove   移除並返回佇列頭部的元素    如果佇列為空，則丟擲一個NoSuchElementException異常
　　element  返回佇列頭部的元素             如果佇列為空，則丟擲一個NoSuchElementException異常
　　offer       新增一個元素並返回true       如果佇列已滿，則返回false
　　poll         移除並返問佇列頭部的元素    如果佇列為空，則返回null
　　peek       返回佇列頭部的元素             如果佇列為空，則返回null
　　put         新增一個元素                      如果佇列滿，則阻塞
　　take        移除並返回佇列頭部的元素     如果佇列為空，則阻塞

 

remove、element、offer 、poll、peek 其實是屬於Queue介面。

 

阻塞佇列的操作可以根據它們的響應方式分為以下三類：aad、removee和element操作在你試圖為一個已滿的佇列增加元素或從空佇列取得元素時 丟擲異常。當然，在多執行緒程式中，佇列在任何時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時 只是給出一個出錯示而不會丟擲異常。

 

注意：poll和peek方法出錯進返回null。因此，向佇列中插入null值是不合法的

 

最後，我們有阻塞操作put和take。put方法在佇列滿時阻塞，take方法在佇列空時阻塞。

LinkedBlockingQueue的容量是沒有上限的（說的不準確，在不指定時容量為Integer.MAX_VALUE，不要然的話在put時怎麼會受阻呢），但是也可以選擇指定其最大容量，它是基於連結串列的佇列，此佇列按 FIFO（先進先出）排序元素。
ArrayBlockingQueue在構造時需要指定容量， 並可以選擇是否需要公平性，如果公平引數被設定true，等待時間最長的執行緒會優先得到處理（其實就是通過將ReentrantLock設定為true來 達到這種公平性的：即等待時間最長的執行緒會先操作）。通常，公平性會使你在效能上付出代價，只有在的確非常需要的時候再使用它。它是基於陣列的阻塞迴圈隊 列，此佇列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。
PriorityBlockingQueue是一個帶優先順序的 佇列，而不是先進先出佇列。元素按優先順序順序被移除，該佇列也沒有上限（看了一下原始碼，PriorityBlockingQueue是對 PriorityQueue的再次包裝，是基於堆資料結構的，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList一樣，所以在優先阻塞 佇列上put時是不會受阻的。雖然此佇列邏輯上是無界的，但是由於資源被耗盡，所以試圖執行新增操作可能會導致 OutOfMemoryError），但是如果佇列為空，那麼取元素的操作take就會阻塞，所以它的檢索操作take是受阻的。另外，往入該佇列中的元 素要具有比較能力。
DelayQueue（基於PriorityQueue來實現的）是一個存放Delayed 元素的無界阻塞佇列，只有在延遲期滿時才能從中提取元素。該佇列的頭部是延遲期滿後儲存時間最長的 Delayed 元素。如果延遲都還沒有期滿，則佇列沒有頭部，並且poll將返回null。當一個元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個小於或等於零的值時，則出現期滿，poll就以移除這個元素了。此佇列不允許使用 null 元素。

 

  一個例子： [Java] 純文字檢視 複製程式碼                  

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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個蘋果   BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);     // 生產蘋果，放入籃子   public void produce() throws InterruptedException{    // put方法放入一個蘋果，若basket滿了，等到basket有位置    basket.put("An apple");   }   // 消費蘋果，從籃子中取走   public String consume() throws InterruptedException{    // get方法取出一個蘋果，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() {   // 建立一個裝蘋果的籃子   final Basket basket = new Basket();   // 定義蘋果生產者   class Producer implements Runnable {    public void run() {     try {      while (true) {       // 生產蘋果       System.out.println("生產者準備生產蘋果："         + System.currentTimeMillis());       basket.produce();       System.out.println("生產者生產蘋果完畢："         + System.currentTimeMillis());       System.out.println("生產完後有蘋果："+basket.getAppleNumber()+"個");       // 休眠300ms       Thread.sleep(300);      }     } catch (InterruptedException ex) {     }    }   }   // 定義蘋果消費者   class Consumer implements Runnable {    public void run() {     try {      while (true) {       // 消費蘋果       System.out.println("消費者準備消費蘋果："         + System.currentTimeMillis());       basket.consume();       System.out.println("消費者消費蘋果完畢："         + System.currentTimeMillis());       System.out.println("消費完後有蘋果："+basket.getAppleNumber()+"個");       // 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);   // 程式執行10s後，所有任務停止   try {    Thread.sleep(10000);   } catch (InterruptedException e) {   }   service.shutdownNow();  }  public static void main(String[] args) {   BlockingQueueTest.testBasket();  } }

          轉自：https://www.cnblogs.com/zhuxiaopijingjing/p/12963570.html