Java中的5大队列，你知道几个？（一）

本文已收录至 https://github.com/vipstone/algorithm 《算法图解》系列。

通过前面文章的学习《一文详解「队列」，手撸队列的3种方法！》我们知道了队列（Queue）是先进先出（FIFO）的，并且我们可以用数组、链表还有 List 的方式来实现自定义队列，那么本文我们来系统的学习一下官方是如何实现队列的。

Java 中的队列有很多，例如：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityQueue、DelayQueue、SynchronousQueue 等，那它们的作用是什么？又是如何分类的呢？

其实 Java 中的这些队列可以从不同的维度进行分类，例如可以从阻塞和非阻塞进行分类，也可以从有界和无界进行分类，而本文将从队列的功能上进行分类，例如：优先队列、普通队列、双端队列、延迟队列等。

虽然本文的重点是从功能上对队列进行解读，但其它分类也是 Java 中的重要概念，所以我们先来了解一下它们。

阻塞队列和非阻塞队列

阻塞队列（Blocking Queue）提供了可阻塞的 put 和 take 方法，它们与可定时的 offer 和 poll 是等价的。如果队列满了 put 方法会被阻塞等到有空间可用再将元素插入；如果队列是空的，那么 take 方法也会阻塞，直到有元素可用。当队列永远不会被充满时，put 方法和 take 方法就永远不会阻塞。

我们可以从队列的名称中知道此队列是否为阻塞队列，阻塞队列中包含 BlockingQueue 关键字，比如以下这些：

• ArrayBlockingQueue
• LinkedBlockingQueue
• PriorityBlockingQueue
• .......

阻塞队列功能演示

接下来我们来演示一下当阻塞队列的容量满了之后会怎样，示例代码如下：

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
public class BlockingTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个长度为 5 的阻塞队列
        ArrayBlockingQueue q1 = new ArrayBlockingQueue(5);
        // 新创建一个线程执行入列
        new Thread(() -> {
            // 循环 10 次
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    q1.put(i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(new Date() + " | ArrayBlockingQueue Size:" + q1.size());
            }
            System.out.println(new Date() + " | For End.");
        }).start();
        // 新创建一个线程执行出列
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    // 休眠 1S
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (!q1.isEmpty()) {
                    try {
                        q1.take(); // 出列
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

以上代码的执行结果如下：

Mon Oct 19 20:16:12 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:1

Mon Oct 19 20:16:12 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:2

Mon Oct 19 20:16:12 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:3

Mon Oct 19 20:16:12 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:4

Mon Oct 19 20:16:12 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:5

Mon Oct 19 20:16:13 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:5

Mon Oct 19 20:16:14 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:5

Mon Oct 19 20:16:15 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:5

Mon Oct 19 20:16:16 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:5

Mon Oct 19 20:16:17 CST 2020 | ArrayBlockingQueue Size:5

Mon Oct 19 20:16:17 CST 2020 | For End.

从上述结果可以看出，当 ArrayBlockingQueue 队列满了之后就会进入阻塞，当过了 1 秒有元素从队列中移除之后，才会将新的元素入列。