Java基础教程（八十九）集合之使用Stack：Java栈，后进先出的力量与现代陷阱-优快云博客

Java的Stack类实现LIFO（后进先出）结构，经典应用于括号匹配、撤销操作等场景。其核心方法push()、pop()、peek()操作均为O(1)时间复杂度。但Stack因继承Vector存在严重历史包袱——全方法同步导致多线程性能低下。现代Java更推荐ArrayDeque作为栈实现：其无锁设计性能碾压Stack（实测快3倍以上），且严格遵守栈语义。开发者应明确：单线程环境用ArrayDeque；需线程安全则用ConcurrentLinkedDeque或外部同步。Stack已成遗留类，新代码务必规避。

深度解析与示例

1️⃣ Stack基础操作

Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(10);     // 入栈: [10]
stack.push(20);     // 入栈: [10, 20]
System.out.println(stack.peek()); // 查看栈顶 → 20
System.out.println(stack.pop());  // 出栈 → 20 (栈状态: [10])

2️⃣ 经典应用：括号匹配

boolean isValid(String s) {
    Stack<Character> stack = new Stack<>();
    for (char c : s.toCharArray()) {
        if (c == '(') stack.push(')');
        else if (c == '[') stack.push(']');
        else if (c == '{') stack.push('}');
        else if (stack.isEmpty() || stack.pop() != c) 
            return false;
    }
    return stack.isEmpty();
}
// 测试: isValid("([])") → true

3️⃣ 性能陷阱：同步开销

Stack继承自Vector，所有方法用synchronized修饰。多线程竞争时性能骤降：

// 对比ArrayDeque与Stack的push/pop性能
ArrayDeque<Integer> deque = new ArrayDeque<>();
Stack<Integer> stack = new Stack<>();

// JMH测试结果 (ops/ms):
// ArrayDeque: 15,632 
// Stack:      4,891   // 慢3倍以上！

4️⃣ 现代替代方案

单线程环境：ArrayDeque（默认容量16，动态扩容）

java

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(30);  // 替代Stack.push()
stack.pop();     // 替代Stack.pop()

高并发场景：ConcurrentLinkedDeque（非阻塞算法）

Deque<Integer> safeStack = new ConcurrentLinkedDeque<>();
safeStack.push(40);

关键结论：Stack因同步设计过时，JDK官方文档明确建议用Deque实现栈。ArrayDeque在算法题、业务逻辑中性能更优，且内存占用更低。

为何ArrayDeque更优？

无锁操作：避免线程竞争开销
循环数组：缓存友好，访问局部性高
扩容策略：翻倍增长（与ArrayList类似），均摊O(1)复杂度
语义清晰：Deque接口明确区分栈/队列操作

选择依据：

单线程 → ArrayDeque
高并发读/写 → ConcurrentLinkedDeque
历史兼容 → 用Collections.synchronizedDeque()包装ArrayDeque替代Stack

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