今天我要分享的是java里面比较常见的数据结构队列的源码分析，队列，先进先出模式，即FIFO的特色，平常生活中队列的特色也随处可见，超市购物排队，餐厅排队买饭等一系列都知足了队列的先进先出的特色，java做为一门高级语言，天然提供了队列这种成熟的数据结构供咱们使用了。
java
今天我就以本身的理解进行分析了，首先先说下或者先讲述下我为何要写这篇文章吧？工做中用到了？没有，那你为何要写？炫技？也不是，主要是以前我本身分析了ArrayList，LinkedList以及Stack的源码文章了，到这里就理所应当的应该分析队列的这种数据结构了，知足一下学生时代心心念的数据结构吧。nginx
数据结构，数组，链表，栈，队列等在咱们的开发中很常见，可是我没有用队列的特色作过业务的需求开发，因此这篇文章的讲述天然就涉及不到工做的内容了。面试
说了这么多，接下来就逐渐去分析队列的源码吧，写到这时下起了小雨，对，这个时间段是晚上十点左右，这篇文章是本身继五一放假来的第一篇文章，本身玩着玩着手机就忽然想起了要写这篇文章了，索性就过来写了，要是学生时代这么努力多好，其实我不后悔学生时期的贪玩，即便那个时间段努力增进本身的技术又能怎样？谁也不知道将来会怎样，不后悔，便值得。数据库
关于读源码，如何进行梳理整个过程，每一个人都有着本身的一套，在这里我就以本身的一套来进行分析好了。絮叨了这么多，接下来就是示例程序的展现了，今天看了一位做者的说法，他说写一篇文章，代码不易过多，每一个人都有着本身的写做方式，见仁见智吧，适合本身的才是最好的，好怀念写代码的那段日子，没日没夜。数组
这里要分析的是下面这个队列，因此这里暂时下贴出一点这个类的继承结构，便于本身分析。
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public class ArrayDeque<E> extends AbstractCollection<E> implements Deque<E>, Cloneable, Serializable{}
一，首先咱们先看下ArrayDequeue队列的构造函数吧。
数据结构
/** * Constructs an empty array deque with an initial capacity * sufficient to hold 16 elements. */ public ArrayDeque() { elements = new Object[16]; }
构造一个内存容量为16大小的数组，用于存储数据元素，即队列的初始大小容量为16，能够容纳16个数据元素。
jvm
二，ArrayDequeue也支持自定义容量的构造函数的设置，和ArrayList集合差很少的意思，这样减小了数组元素的拷贝，提升了性能，通常面试的时候都会问到这一点的。
函数
public ArrayDeque(int numElements) { allocateElements(numElements); } 步骤一： private void allocateElements(int numElements) { int initialCapacity = MIN_INITIAL_CAPACITY; if (numElements >= initialCapacity) { initialCapacity = numElements; initialCapacity |= (initialCapacity >>> 1); initialCapacity |= (initialCapacity >>> 2); initialCapacity |= (initialCapacity >>> 4); initialCapacity |= (initialCapacity >>> 8); initialCapacity |= (initialCapacity >>> 16); initialCapacity++;
if (initialCapacity < 0) initialCapacity >>>= 1; } elements = new Object[initialCapacity];//暂时先看这部分好了，就是内存空间的开辟，上面的内容暂时先不理解也没事，不影响咱们的分析 }
写到这里，写到了内存空间的分配的字样，想到了本身学习c语言的模样，那个拿着大部书《C语言程序设计》前往机房的少年，因为兴趣使然，逐渐走上了javaWeb的开发了，不过这里说明一点，学习c语言对于你理解高级语言java大有裨益，这是本身的理解。
源码分析
三，通常写到这里就会去分析数据结构的基本方法，添加方法add了，这里固然是顺势而为分析一下add方法了。
public boolean add(E e) { addLast(e); return true; } 步骤一：public void addLast(E e) { if (e == null) throw new NullPointerException(); elements[tail] = e; if ( (tail = (tail + 1) & (elements.length - 1)) == head) doubleCapacity(); }
首先进行前置校验，判断元素e是否为null，如果null直接抛出空指针异常，提及前置校验，其实你在作javaWeb的开发时必定会遇到的，基于aop的方式或者手动判断都是要的，由于咱们要去校验不可信数据即外部输入的数据，关于如何校验，这里暂时说一下，本身后面会单独写上一篇关于参数校验的文章了，而后将元素e放置到数据的末尾，而后判断队列是否满了，若满了则进行扩容，这也是为何叫动态扩容机制了，如今谁还在使用静态扩容呢？况且java做为一门高级语言呢，顺势而为成就了这个语言使人喜欢的特色吧。
四，队列既然有入队，想必就会想到队列出队的方法，即poll方法，接下来咱们继续看下队列出队的方法时间吧。
public E poll() { return pollFirst(); } 步骤一： public E pollFirst() { int h = head; @SuppressWarnings("unchecked") E result = (E) elements[h]; // Element is null if deque empty if (result == null) return null; elements[h] = null; // Must null out slot head = (h + 1) & (elements.length - 1); return result; }
首先将队头元素赋值给局部变量h，即int h=head，这也是一向写代码的习惯，而后根据数组下标值进行元素的定位，即时间复杂度为O(1)这也是数组做为查找比较快的缘由之一吧，写到这写到了hash函数的特性了，时间复杂度也很小，后面如果有须要能够分享一下关于hash相关的内容，毕竟数据结构map的特色就是结合hash加上树，链表，数组组成了优秀的源码。而后将队列的队头元素置为null，这样便于垃圾收集器进行资源的回收，可是这里没有写到let's gc ，怎么和集合不同呢，而后队列元素前置一位，而且判断队列是否在整个队列的范围内，这是比较重要的，将获取的元素进行返回。
五，有了入队，出队，接下来咱们在看下如何获取元素个数
public int size() { return (tail - head) & (elements.length - 1); }
队尾元素位置减去队首元素位置进行队列元素个数的肯定，是否是很简单，写到这是否是有点激动能够写本身的队列了，其实造轮子当然使人兴奋，可是为时尚早，慢慢来，须要的时候天然要造轮子的。
六，通常集合都会有判空操做，否则在操做元素时发现是空的，也没有什么意义了，这也是算前置校验的一种吧。
public boolean isEmpty() { return head == tail; }
队首位置等于队尾位置就表示这个队列为空，是否是很容易理解。
七，通常集合数据结构咱们都会去判断某个元素是否存在，这样便于咱们的查找，说到这没有数据库咱们同样能够去操做数据，不过都是基于内存来操做的，数据库的出现能够将数据永远存储到存储介质中，保证了断电不易丢失的特性，这也是它普遍的用途吧。
public boolean contains(Object o) { if (o == null) return false; int mask = elements.length - 1; int i = head; Object x; while ( (x = elements[i]) != null) { if (o.equals(x)) return true; i = (i + 1) & mask; } return false; }
首先，先将元素元素o与null进行比对，若为null则直接返回false，由于队列不容许添加元素为null的值，因此这里又作了一下前置校验，加快校验的速度，而后循环判断元素o和队列的每个元素进行比较，此时时间复杂度为O(n)，相等则返回true，不然返回false。
八，队列这个数据结构能够像栈同样只返回队列的队首元素，可是不出队。
public E peek() { return peekFirst(); } 步骤一： public E peekFirst() { // elements[head] is null if deque empty return (E) elements[head]; }
这里只返回数组的第一个元素，可是不出队，是否是很巧妙，这是设计的构思，欣赏一下。
九，队列的操做其实也是增删改查操做，这里介绍最后一个方法，如何清空队列的元素。
public void clear() { int h = head; int t = tail; if (h != t) { // clear all cells head = tail = 0; int i = h; int mask = elements.length - 1; do { elements[i] = null; i = (i + 1) & mask; } while (i != t); } }
首先使用两个局部变量h,t进行队首，队尾元素位置的肯定，使用do...while语句进行判断队首是否等于队尾来判断队列是否为空，而后将数组的每个元素置为null，而后等jvm垃圾收集器进行收集元素为null，这样队列的元素就被清空了。
十，到这里就结束了本身对队列的源码分析，其实你会发现我这里没有对队列的每个方法进行分析，其实都差很少，这里起到一个开头做用就能够了，下面的每一个分析方法都差很少。
时间也不早了，也快到晚上十一点了，到这里就结束了，本身写文章的风格渐渐变了，变得文字稍微多了一点。
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