JDK QUEUE队列

Java  Queue基础

Queue： 基本上，一个队列就是一个先入先出（FIFO）的数据结构。

offer，add区别： 一些队列有大小限制，所以若是想在一个满的队列中加入一个新项，多出的项就会被拒绝。 这时新的 offer 方法就能够起做用了。它不是对调用 add() 方法抛出一个 unchecked 异常，而只是获得由 offer() 返回的 false。

poll，remove区别： remove() 和 poll() 方法都是从队列中删除第一个元素（head）。remove() 的行为与 Collection 接口的版本类似， 可是新的 poll() 方法在用空集合调用时不是抛出异常，只是返回 null。所以新的方法更适合容易出现异常条件的状况。

peek，element区别： element() 和 peek() 用于在队列的头部查询元素。与 remove() 方法相似，在队列为空时， element() 抛出一个异常，而 peek() 返回 null。

常见非阻塞队列

ArrayDeque, （数组双端队列）

PriorityQueue, （优先级队列）

ConcurrentLinkedQueue, （基于链表的并发队列）

PriorityQueue 类实质上维护了一个有序列表。加入到 Queue 中的元素根据它们的自然排序（经过其 java.util.Comparable 实现）或者根据传递给构造函数的 java.util.Comparator 实现来定位。

ConcurrentLinkedQueue 是基于连接节点的、线程安全的队列。并发访问不须要同步。由于它在队列的尾部添加元素并从头部删除它们，因此只要不须要知道队列的大小，ConcurrentLinkedQueue 对公共集合的共享访问就能够工做得很好。收集关于队列大小的信息会很慢，须要遍历队列。

常见阻塞队列BlockingQueue

ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue是两个最普通也是最经常使用的阻塞队列，通常状况下，在处理多线程间的生产者消费者问题，使用这两个类足以。

DelayQueue, （延期阻塞队列）（阻塞队列实现了BlockingQueue接口）

ArrayBlockingQueue, （基于数组的并发阻塞队列） 底层是数组，有界队列，若是咱们要使用生产者-消费者模式，这是很是好的选择。

LinkedBlockingQueue, （基于链表的FIFO阻塞队列）  底层是链表，能够当作无界和有界队列来使用，因此你们不要觉得它就是无界队列。

LinkedBlockingDeque, （基于链表的FIFO双端阻塞队列）

PriorityBlockingQueue, （带优先级的无界阻塞队列） 是无界队列，基于数组，数据结构为二叉堆，数组第一个也是树的根节点老是最小值。

SynchronousQueue （并发同步阻塞队列）自己不带有空间来存储任何元素，使用上能够选择公平模式和非公平模式。

BlockingQueue的核心方法：

BlockingQueue 对插入操做、移除操做、获取元素操做提供了四种不一样的方法用于不一样的场景中使用：

一、抛出异常；

二、返回特殊值（null 或 true/false，取决于具体的操做）；

三、阻塞等待此操做，直到这个操做成功；

四、阻塞等待此操做，直到成功或者超时指定时间。

 

	抛出异常	特殊值	阻塞	超时
插入	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e, time, unit)
删除	remove()	poll()	take()	poll(time, unit)
获取	element()	peek()	not applicable	not applicable

 放入数据：

　　offer(anObject):表示若是可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即若是BlockingQueue能够容纳,
　　　　则返回true,不然返回false.（本方法不阻塞当前执行方法的线程）
　　offer(E o, long timeout, TimeUnit unit),能够设定等待的时间，若是在指定的时间内，还不能往队列中
　　　　加入BlockingQueue，则返回失败。
　　put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,若是BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断
　　　　直到BlockingQueue里面有空间再继续.
获取数据：
　　poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能当即取出,则能够等time参数规定的时间,
　　　　取不到时返回null;
　　poll(long timeout, TimeUnit unit)：从BlockingQueue取出一个队首的对象，若是在指定时间内，
　　　　队列一旦有数据可取，则当即返回队列中的数据。不然知道时间超时尚未数据可取，返回失败。
　　take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到
　　　　BlockingQueue有新的数据被加入; 
　　drainTo():一次性从BlockingQueue获取全部可用的数据对象（还能够指定获取数据的个数）， 
　　　　经过该方法，能够提高获取数据效率；不须要屡次分批加锁或释放锁。

 

1. ArrayBlockingQueue
      基于数组的阻塞队列实现，在ArrayBlockingQueue内部，维护了一个定长数组，以便缓存队列中的数据对象，这是一个经常使用的阻塞队列，除了 一个定长数组外，ArrayBlockingQueue内部还保存着两个整形变量，分别标识着队列的头部和尾部在数组中的位置。
　　 ArrayBlockingQueue在生产者放入数据和消费者获取数据，都是共用同一个锁对象，由此也意味着二者没法真正并行运行，这点尤为不一样于 LinkedBlockingQueue；按照实现原理来分析，ArrayBlockingQueue彻底能够采用分离锁，从而实现生产者和消费者操做的 彻底并行运行。Doug Lea之因此没这样去作，也许是由于ArrayBlockingQueue的数据写入和获取操做已经足够轻巧，以致于引入独立的锁机制，除了给代码带来额外的复杂性外，其在性能上彻底占不到任何便宜。 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue间还有一个明显的不一样之处在于，前者在插入或删除元素时不会产生或销毁任 何额外的对象实例，然后者则会生成一个额外的Node对象。这在长时间内须要高效并发地处理大批量数据的系统中，其对于GC的影响仍是存在必定的区别。而 在建立ArrayBlockingQueue时，咱们还能够控制对象的内部锁是否采用公平锁，默认采用非公平锁。

2. LinkedBlockingQueue
      基于链表的阻塞队列，同ArrayListBlockingQueue相似，其内部也维持着一个数据缓冲队列（该队列由一个链表构成），当生产者往队列 中放入一个数据时，队列会从生产者手中获取数据，并缓存在队列内部，而生产者当即返回；只有当队列缓冲区达到最大值缓存容量时 （LinkedBlockingQueue能够经过构造函数指定该值），才会阻塞生产者队列，直到消费者从队列中消费掉一份数据，生产者线程会被唤醒，反之对于消费者这端的处理也基于一样的原理。而LinkedBlockingQueue之因此可以高效的处理并发数据，还由于其对于生产者端和消费者端分别采用了独立的锁来控制数据同步，这也意味着在高并发的状况下生产者和消费者能够并行地操做队列中的数据，以此来提升整个队列的并发性能。
做为开发者，咱们须要注意的是，若是构造一个LinkedBlockingQueue对象，而没有指定其容量大小，LinkedBlockingQueue会默认 一个相似无限大小的容量（Integer.MAX_VALUE），这样的话，若是生产者的速度一旦大于消费者的速度，也许尚未等到队列满阻塞产生，系统内存就有可能已被消耗殆尽了。

3. DelayQueue
      DelayQueue中的元素只有当其指定的延迟时间到了，才可以从队列中获取到该元素。DelayQueue是一个没有大小限制的队列，所以往队列中插入数据的操做（生产者）永远不会被阻塞，而只有获取数据的操做（消费者）才会被阻塞。
使用场景：
　　DelayQueue使用场景较少，但都至关巧妙，常见的例子好比使用一个DelayQueue来管理一个超时未响应的链接队列。

4. PriorityBlockingQueue
      基于优先级的阻塞队列（优先级的判断经过构造函数传入的Compator对象来决定），但须要注意的是PriorityBlockingQueue并不会阻塞数据生产者，而只会在没有可消费的数据时，阻塞数据的消费者。所以使用的时候要特别注意，生产者生产数据的速度绝对不能快于消费者消费数据的速度， 不然时间一长，会最终耗尽全部的可用堆内存空间。在实现PriorityBlockingQueue时，内部控制线程同步的锁采用的是公平锁。5. SynchronousQueue       一种无缓冲的等待队列，相似于无中介的直接交易，有点像原始社会中的生产者和消费者，生产者拿着产品去集市销售给产品的最终消费者，而消费者必须亲自去 集市找到所要商品的直接生产者，若是一方没有找到合适的目标，那么对不起，你们都在集市等待。相对于有缓冲的BlockingQueue来讲，少了一个中 间经销商的环节（缓冲区），若是有经销商，生产者直接把产品批发给经销商，而无需在乎经销商最终会将这些产品卖给那些消费者，因为经销商能够库存一部分商 品，所以相对于直接交易模式，整体来讲采用中间经销商的模式会吞吐量高一些（能够批量买卖）；但另外一方面，又由于经销商的引入，使得产品从生产者到消费者 中间增长了额外的交易环节，单个产品的及时响应性能可能会下降。 　　声明一个SynchronousQueue有两种不一样的方式，它们之间有着不太同样的行为。公平模式和非公平模式的区别:　　若是采用公平模式：SynchronousQueue会采用公平锁，并配合一个FIFO队列来阻塞多余的生产者和消费者，从而体系总体的公平策略； 　 但若是是非公平模式（SynchronousQueue默认）：SynchronousQueue采用非公平锁，同时配合一个LIFO（后进先出法 Last In First Out ）队列来管理多余的生产者和消费者，然后一种模式，若是生产者和消费者的处理速度有差距，则很容易出现饥渴的状况，便可能有某些生产者或者是消费者的数据永远都得不处处理。