Java集合框架（九）：Queue 源码分析

1、Queue 简述

队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

Java Queue是java.util包中提供的接口，并扩展了java.util.Collection接口。
就像Java List一样，Java Queue是有序元素（或对象）的集合，但它以不同方式执行插入和删除操作。 在处理这些元素之前，我们可以使用Queue存储元素。

• java.util.Queue接口是java.util.Collection接口的子类型。

• 就像现实世界的排队（例如，在银行或ATM中）一样，Queue在队列的末尾插入元素并从队列的开头删除元素。

• Java Queue遵循FIFO顺序来插入和删除它的元素。 FIFO代表先入先出。

• Java Queue支持Collection接口的所有方法。

• 最常用的Queue实现是LinkedList，ArrayBlockingQueue和PriorityQueue。

• BlockingQueues不接受null元素。 如果我们执行任何与null相关的操作，它将抛出NullPointerException。

• BlockingQueues用于实现基于生产者/消费者的应用程序。

• BlockingQueues是线程安全的。

• java.util包中可用的所有队列都是无界队列，java.util.concurrent包中可用的队列是有界队列。

• 所有Deques都不是线程安全的。

• ConcurrentLinkedQueue 是一个基于链表的无界线程安全队列。

• 除了Deques之外，所有队列都支持在队列尾部插入并在队列的头部删除。

• Deques 是双端队列，它支持在队列两端插入和移除元素。

2、Queue 类图

Java Queue 接口扩展了 Collection 接口。 Collection 接口扩展了 Iterable 接口。 一些常用的Queue实现类是 LinkedList，PriorityQueue，ArrayBlockingQueue，DelayQueue，LinkedBlockingQueue，PriorityBlockingQueue 等.AbstractQueue 提供了 Queue 接口主要方法的实现，以减少实现 Queue 的工作量。

3、Queue 方法简述

队列通常（但不一定）以FIFO（先进先出）方式对元素进行排序。例外的是优先级队列，它根据提供的比较器对元素进行排序，或者元素的自然排序，以及LIFO队列（或堆栈），它们对元素LIFO（后进先出）进行排序。

无论使用什么顺序，队列的头部都是通过调用remove（）或poll（）来删除的元素。 在FIFO队列中，所有新元素都插入队列的尾部。

其他类型的队列可能使用不同的放置规则。 每个Queue实现都必须指定其排序属性。

Queue接口不定义阻塞队列方法，这在并发编程中很常见。 这些等待元素出现或空间可用的方法在BlockingQueue接口中定义，该接口扩展了此接口。

队列实现通常不允许插入null元素，尽管某些实现（如LinkedList）不禁止插入null。 即使在允许它的实现中，也不应将null插入到Queue中，因为null也被poll方法用作特殊返回值，以指示队列不包含任何元素。

下面我们将讨论一些有用且经常使用的 Java Queue 方法：

boolean add(E e)： 如果可以在不违反容量限制的情况下立即执行此操作，则将指定的元素插入此队列，成功时返回true，如果当前没有可用空间则抛出IllegalStateException。

boolean offer(E e)： 如果可以在不违反容量限制的情况下立即执行此操作，则将指定的元素插入此队列，成功时返回true，如果当前没有可用空间则返回 false。

E remove()：检索并删除此队列的头部元素。 此方法与poll的不同之处仅在于，如果此队列为空，则抛出异常 NoSuchElementException。

E poll()： 检索并删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。

E element()：检索但不删除此队列的头部。 此方法与peek的不同之处仅在于，如果此队列为空，则抛出异常 NoSuchElementException。

E peek()：检索但不移除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。

4、Java Array to Queue

在这里，我们将通过一个简单的例子演示如何使用“Collections.addAll（）”方法将Java数组转换为Queue。

 public sta