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資料新增非同步解析重新整理大資料量redis (——)(一)Java Collection之Queue佇列

Queue介面與List、Set同一級別,都是繼承了Collection介面。LinkedList實現了Queue接 口。Queue介面窄化了對LinkedList的方法的訪問許可權(即在方法中的引數型別如果是Queue時,就完全只能訪問Queue介面所定義的方法 了,而不能直接訪問 LinkedList的非Queue的方法),以使得只有恰當的方法才可以使用。BlockingQueue 繼承了Queue介面。

 

佇列是一種資料結構.它有兩個基本操作:在佇列尾部加人一個元素,和從佇列頭部移除一個元素就是說,佇列以一種先進先出的方式管理資料,如果你試圖向一個 已經滿了的阻塞佇列中新增一個元素或者是從一個空的阻塞佇列中移除一個元索,將導致執行緒阻塞.在多執行緒進行合作時,阻塞佇列是很有用的工具。工作者執行緒可 以定期地把中間結果存到阻塞佇列中而其他工作者線執行緒把中間結果取出並在將來修改它們。佇列會自動平衡負載。如果第一個執行緒集執行得比第二個慢,則第二個 執行緒集在等待結果時就會阻塞。如果第一個執行緒集執行得快,那麼它將等待第二個執行緒集趕上來。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。 

Queue是一種常見的資料結構,其主要特徵在於FIFO(先進先出),Java中的Queue是這樣定義的:
 

public interface Queue<E> extends Collection<E> {
    E element();
    boolean offer(E o);
    E peek();
    E poll();
    E remove();
}


雖然Queue都具有FIFO的特點,但具體輸出哪一個元素,Queue的各種實現是不同的,尤其是在排序的情況下,新輸入的元素並非放入佇列尾部,而是放在適當的位置。Queue的每一種實現都必須指定排序屬性(ordering properties)。

Queue可能對存放的元素數目有所限制。這樣的Queue成為“有界的”(bounded),在Java.util.concurrent中的某些Queue實現是有界的,而java.util中的Queue實現不是有界的。

Queue的每個操作都有兩種方法:

 

Queue Interface Structure
  Throws exception Returns special value
Insert add(e) offer(e)
Remove remove() poll()
Examine element() peek()



add方法繼承自Collection,當Queue的元素已經到達限制數目時,add會丟擲一個IllegalStateException異常;offer方法僅僅定位於應用在有界Queue的情況下,當Queue已經裝滿時,offer會返回false。

remove和poll方法都刪除並返回Queue中的頭元素(注意,並不是插入的第一個元素,因為有的Queue實現是排序的)。當Queue為空時,remove丟擲NoSuchElementException異常,而poll返回null。

element和peek返回但不刪除Queue中的頭元素,它們的區別類似remove與poll。

Queue的實現一般並不容許插入null,只有LinkedList是一個意外,它容許插入null,但使用者必須注意,不要與poll和peek方法返回的null值混淆。

Queue的實現一般並不定義基於元素的equals和hashCode方法,而是呼叫繼承自Object的對應方法。

Queue介面並沒有定義並行程式中常用的阻塞方法,也就是說,元素進入Queue之前不必檢查Queue中是否有足夠的空間,不過作為Queue擴充套件的java.util.concurrent.BlockingQueue介面定義了這些方法。

普通的LinkedList實現並沒有定義特殊的排序演算法,所以輸出元素時會按照插入的順序:
 

import java.util.*;
public class Countdown {
    public static void main(String[] args)
            throws InterruptedException {
        int time = 10;
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);
        while(!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.remove());
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}


程式的輸出結果為:
10
9
8
…..

如果作一點小更改,採用PriorityQueue

import java.util.*;
public class Countdown {
    public static void main(String[] args)
            throws InterruptedException {
        int time = 10;
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        Queue<Integer> pQueue = new PriorityQueue<Integer>();
        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);
        while(!queue.isEmpty()) {
            pQueue.add(queue.remove());           
        }
        while(!pQueue.isEmpty()) {
            System.out.println(pQueue.remove());           
        }
    }
}


則輸出結果為:
0
1
2
……

查閱文件可知,PriorityQueue的內部是一個min heap,實際上,觀察PriorityQueue的輸出也可以發現這一點:

        int time = 10;
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        Queue<Integer> pQueue = new PriorityQueue<Integer>();
        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);
        while(!queue.isEmpty()) {
            pQueue.add(queue.remove());           
        }

        System.out.println(pQueue);
        pQueue.remove();
        System.out.println(pQueue);

輸出結果為
[0,1,5,4,2,9,6,10,7,8,3]
[1,2,5,4,3,9,6,10,7,8]

實際上就是兩個min-heap按照從上至下,從左至右的輸出。