Queue介绍

美人如斯！

前言

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，与生活中的排队类似，即先来先被服务，这样的特点决定了其具有一定的优先级含义，可以被用于任务调度等场景。队列模型如图：

图1.队列模型

java中的Queue

1.接口类Queue

java中通过定义Queue接口类及一系列行为来描述队列。队列的操作一般包括：出队和入队，Queue接口针对这些操作定义了三种行为：

• 插入：入队，向队列插入一个元素；
• 移除：出队，从队列中移除一个元素；
• 检查：从队列中获取一个元素，但是不移除；

其中每种行为又分为两种形式：

• 快速失败(fail-fast)，立即抛出异常
• 返回特定的值，根据实现的不同，返回null或者false

Queue的UML类图如下：

图2.Queue UML图

• add(): 向队列中增加一个元素，如果队列已满，将抛出IllegalStateException异常，增加成功，返回true；
• offer(): 同add操作很类似，都是向队列中插入元素，区别在于，如果队列已满时，插入返回false；
• remove(): 获取并移除队列头部的元素，如果队列是空，将抛出NoSuchElementException异常；
• poll(): 同remove操作很类似，区别在于，如果队列是空，将返回null；
• element(): 获取但不移除队头元素，如果队列是空，将抛出NoSuchElementException异常；
• peek(): 同element操作很类似，区别在于，如果队列是空，返回null；

2.实现

Queue的实现种类繁多，不同的实现有不同的应用场景。先通过总结性的概括下其繁杂的种类，然后再分析些常见的队列。
根据以上UML图可以看出，根据不同的特点，Queue大致可以分为三种类型：
Queue的UML类图如下：

图2.Queue UML图

• Queue的直接实现
• Deque双向队列：队头和队尾均能进行入队和出队操作
• BlockingQueue阻塞队列：阻塞式队列，某些出队和入队操作会阻塞