數據結構-隊列

簡單介紹

• 隊列先進先出,相似一個隧道,先進的車先出隧道。

• 做爲一種很是基礎的數據結構，隊列的應用也很是普遍，特別是一些具備某些額外特性的隊列，好比循環隊列、阻塞隊列、併發隊列。它們在不少偏底層系統、框架、中間件的開發中，起着關鍵性的做用。好比高性能隊列Disruptor、Linux環形緩存，都用到了循環併發隊 列;Java concurrent併發包利用ArrayBlockingQueue來實現公平鎖等。

• 隊列和棧同樣，也是一種抽象的數據結構,用數組實現叫順序隊列，用鏈表實現叫鏈式隊列

• 隊列包含對頭(head)，對尾(tail)

循環隊列

• 首尾相連

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• 須要注意判斷隊空隊滿的臨界條件，當隊滿時，知足**(tail+1)%n=head **

阻塞隊列

• 在隊列爲空的時候，從隊頭取數據會被阻塞。由於此時尚未數據可取，直到隊列中有了數據才能返回;若是隊列已經滿了，那麼插入數據的操做就會被阻塞，直到隊列中有空閒位置後再插入數據，而後再返回

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• 能夠使用阻塞隊列，輕鬆實現一個"生產者-消費者模型"
• 能夠多建幾個消費者進行消費,在多線程狀況下就會產生併發問題，從而引出了併發隊列

併發隊列

• 線程安全的隊列咱們叫做併發隊列
• 最簡單直接的實現方式是直接在enqueue()、dequeue()方法上加鎖，可是鎖粒度大併發度會比較低，同一時刻僅容許一個存或者取操做。實際上，基於數組的循環隊列，利用CAS原子操做，能夠實現很是高效的併發隊列。這也是循環隊列比鏈式隊列應用更加普遍的緣由

線程池處理策略

• 非阻塞的處理方式，直接拒絕任務請求

• 將請求排隊，等到有空閒線程時，取出排隊的請求繼續處理

• 基於鏈表的實現方式，能夠實現一個支持無限排隊的無界隊列(unbounded queue)，可是可能會致使過多的請求排隊等待，請求處理的響應時間過長。因此針對響應時間比較敏感的系統，基於鏈表實現的無限排隊的線程池是不合適的。

• 基於數組實現的有界隊列(bounded queue)，隊列的大小有限，因此線程池中排隊的請求超過隊列大小時，接下來的請求就會被拒絕，這種方式對響應時間敏感的系統來講，就相對更加合理。不過，設置一個合理的隊列大小，也是很是有講究的。隊列太大致使等待的請求太多，隊列過小會致使沒法充分利用系統資 源、發揮最大性能。

• 除了前面講到隊列應用在線程池請求排隊的場景以外，隊列能夠應用在任何有限資源池中，用於排隊請求，好比數據庫鏈接池等。實際上，對於大部分資源有限的場景，當沒有空閒資源時，基本上均可以經過**「隊列」**這種數據結構來實現請求排隊。