关于队列的小知识

theme: smartblue

队列是常用的数据结构之一，是一种先入先出（First Input First Output）的结构。

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

使用场景

队列一般用于生产者-消费者模式。队列有阻塞队列和非阻塞队列，两者区别为当队列是空的时，从队列中获取元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加元素的操作会被阻塞。这两者都能用于生产者-消费者模式，但是在选择上有细微区别。

1. 阻塞队列

• 供小于求的情况使用阻塞队列更加合适。如果不使用阻塞队列，则会不断轮询，耗费资源。为防止消费进程长时间等待，可以设置超时时间来解决这个问题。
• 阻塞队列为有界队列，能够设置队列长度

1. 非阻塞队列

• 非阻塞队列性能更高
• 对于实时性不那么高的场景，生产者不断生产，消费者定时消费
• 非阻塞队列为无界队列

项目中自己写阻塞队列的情况比较少，一般消费MQ的时候会自动阻塞，超过一定时间没有消息会自动断开链接。

非阻塞队列在商品收藏功能上用过。因为商品收藏功能QPS相对高，而且会直接操作DB，导致服务不稳定。收藏业务不需要特别实时，点击收藏按钮后按钮变红，用户查看收藏列表能查看到收藏的商品，很少有人点击收藏后立即查看收藏列表。所以使用Redis的队列存储收藏请求，起定时脚本每分钟定时进行消费。

线程安全的并发队列

队列使用起来方便，但在实际生产中，需要考虑并发情况下，线程安全问题。

对于Java来说，本身提供了线程安全的并发队列：

• 非阻塞队列：ConcurrentLinkedQueue(无界线程安全)，采用CAS机制（compareAndSwapObject原子操作）。对于CAS机制，建议看线程安全的并发队列，https://blog.csdn.net/liuxiao723846/article/details/88382520 讲解的十分详细，而且能够感受到算法的精妙。
• 阻塞队列：ArrayBlockingQueue(有界)、LinkedBlockingQueue（无界）、DelayQueue、PriorityBlockingQueue，采用锁机制；使用 ReentrantLock 锁。对于ReentrantLock，建议看ReentrantLock 锁详解https://blog.csdn.net/zhengzhaoyang122/article/details/110847701，里面包含大量细节。

对于Go来说，有双向链表list，可以实现队列的功能，但该结构并不是线程安全的，如果想并发使用，需要使用sync保证线程安全。

总结

重新看一下基础知识挺有意思的，总能发现很多新的知识点，也能将以前用过的知识归纳总结，还能提供一些新的写作思路。写这篇博客的时候，发现锁可是太有意思了，所以下一篇博客我打算写一下Go语言里的锁，欢迎大家到时候观看。

资料

1. 阻塞队列与非阻塞队列区别应用场景
2. 阻塞队列的使用场景？
3. 简单，高效，实用的非阻塞(无锁)和阻塞并行队列算法
4. 阻塞队列与非阻塞队列的区别
5. [怀旧并发06]分析ReentrantLock的实现原理
6. 什么是可重入
7. 线程安全的并发队列
8. CAS无锁算法与ConcurrentLinkedQueue
9. ReentrantLock 锁详解

最后

大家如果喜欢我的文章，可以关注我的公众号（程序员麻辣烫）

我的个人博客为：https://shidawuhen.github.io/

往期文章回顾：

1. 设计模式
2. 招聘
3. 思考
4. 存储
5. 算法系列
6. 读书笔记
7. 小工具
8. 架构
9. 网络
10. Go语言