13、队列与事务处理

队列与事务处理

1. 队列简介

队列是一种遵循先进先出（FIFO）原则的数据结构，即最早进入队列的元素最先被移除。队列在任务调度、消息传递、缓冲区管理等领域有着广泛的应用。队列的典型应用场景包括操作系统中的进程调度、打印机任务队列、网络通信中的数据包处理等。

定义与特性

• 先进先出（FIFO） ：队列的元素按进入的顺序依次被处理，最早进入的元素最先被移除。
• 线性数据结构 ：队列是一个线性数据结构，意味着元素按顺序排列，每个元素只有一个前驱和一个后继（除了队首和队尾）。
• 操作受限 ：队列只允许在两端进行操作，即在队尾插入元素（入队），在队首移除元素（出队）。

应用场景

队列在多个领域中有着重要应用：
- 任务调度 ：操作系统中，CPU调度程序使用队列来管理等待执行的任务。
- 消息传递 ：分布式系统中，消息队列用于存储和转发消息，确保消息的有序传递。
- 缓冲区管理 ：在网络通信中，数据包通过队列暂存，确保数据包的顺序传输。

2. 队列的实现

队列可以通过多种方式实现，最常见的两种方式是基于数组和基于链表的实现。

基于数组的队列

循环队列

循环队列是一种特殊的数组实现方式，通过将数组视为一个环形结构