Java 队列的核心方法-优快云博客

Java 中的 队列（Queue） 是一种遵循 FIFO（先进先出） 原则的数据结构，广泛用于任务调度、缓冲、线程间通信等场景。Java 集合框架提供了丰富的队列接口和实现类，它们的核心方法可以分为以下几类：

一、Queue 接口核心方法（共 6 个）

java.util.Queue 是所有队列的顶层接口，定义了 6 个核心操作方法，按“是否抛异常”分为两组：

方法	功能	成功时返回	失败时行为
`add(e)`	插入元素	`true`	抛 `IllegalStateException`（队列满）
`offer(e)`	插入元素	`true`	返回 `false`（推荐使用）
`remove()`	删除并返回头部元素	队头元素	抛 `NoSuchElementException`
`poll()`	删除并返回头部元素	队头元素	返回 `null`（推荐使用）
`element()`	查看但不删除头部元素	队头元素	抛 `NoSuchElementException`
`peek()`	查看但不删除头部元素	队头元素	返回 `null`（推荐使用）

最佳实践：优先使用带 o 的方法（offer, poll, peek），避免异常，适合生产环境！

二、Deque 接口扩展方法（双端队列）

java.util.Deque（Double Ended Queue）是 Queue 的子接口，支持两端插入/删除，常用于栈、双向队列。

新增核心方法：

方法	作用	操作端
`addFirst(e)` / `offerFirst(e)`	在队首插入	头部
`addLast(e)` / `offerLast(e)`	在队尾插入	尾部
`removeFirst()` / `pollFirst()`	删除并返回队首	头部
`removeLast()` / `pollLast()`	删除并返回队尾	尾部
`getFirst()` / `peekFirst()`	查看队首元素	头部
`getLast()` / `peekLast()`	查看队尾元素	尾部

可以用 Deque 实现：

栈：push(e) = addFirst(e)；pop() = removeFirst()
双向队列：两端自由进出

三、常用实现类及其特性对比

实现类	是否线程安全	特点	适用场景
`LinkedList`	否	双向链表实现，支持所有 Deque 方法	一般用途、非高并发
`ArrayDeque`	否	数组实现，性能优于 LinkedList	推荐作为普通队列/栈使用
`PriorityQueue`	否	元素按自然顺序或 Comparator 排序	优先级任务调度
`LinkedBlockingQueue`	是	阻塞队列，有界/无界	生产者-消费者模型
`ArrayBlockingQueue`	是	有界阻塞队列，基于数组	高并发、固定容量
`SynchronousQueue`	是	不存储元素，直接传递	线程间直接交接（如 ThreadPoolExecutor）
`DelayQueue`	是	延迟元素，只有到期才可取出	定时任务、缓存过期
`PriorityBlockingQueue`	是	无界 + 优先级	需要排序的并发任务队列

四、阻塞队列（BlockingQueue）特有方法（重点！）

在多线程中，阻塞队列非常关键。它新增了阻塞式方法，当队列空或满时，会等待而不是立即失败。

方法	行为
`put(e)`	插入元素，若队列满则阻塞等待
`take()`	获取并移除元素，若队列空则阻塞等待
`offer(e, timeout, unit)`	在指定时间内尝试插入，超时返回 `false`
`poll(timeout, unit)`	在指定时间内尝试获取，超时返回 `null`

这些方法是 生产者-消费者模式 的基石！

示例：生产者-消费者模型

BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);

// 生产者
new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        try {
            queue.put("Task-" + i); // 阻塞直到有空间
        } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); }
    }
}).start();

// 消费者
new Thread(() -> {
    while (true) {
        try {
            String task = queue.take(); // 阻塞直到有数据
            System.out.println("消费: " + task);
        } catch (InterruptedException e) { break; }
    }
}).start();

五、总结：Java 队列核心方法一览表（速查）

类型	方法	用途	推荐程度
基础队列	`offer(e)`	安全插入	⭐⭐⭐⭐⭐
	`poll()`	安全删除	⭐⭐⭐⭐⭐
	`peek()`	安全查看	⭐⭐⭐⭐⭐
	`add(e)`	危险插入（可能异常）	⭐
	`remove()`	危险删除（可能异常）	⭐
	`element()`	危险查看（可能异常）	⭐
双端队列	`offerFirst(e)` / `offerLast(e)`	两端插入	⭐⭐⭐⭐
	`pollFirst()` / `pollLast()`	两端删除	⭐⭐⭐⭐
	`peekFirst()` / `peekLast()`	两端查看	⭐⭐⭐⭐
阻塞队列	`put(e)`	阻塞插入	⭐⭐⭐⭐⭐
	`take()`	阻塞获取	⭐⭐⭐⭐⭐
	`offer(e, timeout, unit)`	带超时插入	⭐⭐⭐⭐
	`poll(timeout, unit)`	带超时获取	⭐⭐⭐⭐

六、面试高频考点

问题	答案要点
`add()` 和 `offer()` 区别？	`add()` 失败抛异常，`offer()` 返回 false，更安全
`poll()` 和 `remove()` 区别？	同上，`poll()` 安全，`remove()` 可能抛异常
什么是阻塞队列？	当队列空/满时自动阻塞线程，用于线程协作
哪些队列是线程安全的？	`LinkedBlockingQueue`, `ArrayBlockingQueue`, `SynchronousQueue`, `PriorityBlockingQueue`
为什么推荐用 `ArrayDeque` 而不是 `LinkedList`？	数组连续内存，缓存友好，性能更高
`SynchronousQueue` 是什么？	不存储元素，每个插入必须等待另一个线程来取，用于线程直接交接