深刻淺出 Java Concurrency (24): 併發容器 part 9 雙向隊列集合 Deque[轉]

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Queue除了前面介紹的實現外，還有一種雙向的Queue實現Deque。這種隊列容許在隊列頭和尾部進行入隊出隊操做，所以在功能上比Queue顯然要更復雜。下圖描述的是Deque的完總體系圖。須要說明的是LinkedList也已經加入了Deque的一部分（LinkedList是從jdk1.2 開始就存在數據結構）。

 

Deque在Queue的基礎上增長了更多的操做方法。

從上圖能夠看到，Deque不只具備FIFO的Queue實現，也有FILO的實現，也就是不只能夠實現隊列，也能夠實現一個堆棧。

同時在Deque的體系結構圖中能夠看到，實現一個Deque可使用數組（ArrayDeque），同時也可使用鏈表（LinkedList），還能夠同實現一個支持阻塞的線程安全版本隊列LinkedBlockingDeque。

對於數組實現的Deque來講，數據結構上比較簡單，只須要一個存儲數據的數組以及頭尾兩個索引便可。因爲數組是固定長度的，因此很容易就獲得數組的頭和尾，那麼對於數組的操做只須要移動頭和尾的索引便可。

特別說明的是ArrayDeque並非一個固定大小的隊列，每次隊列滿了之後就將隊列容量擴大一倍（doubleCapacity()），所以加入一個元素老是能成功，並且也不會拋出一個異常。也就是說ArrayDeque是一個沒有容量限制的隊列。

一樣繼續性能的考慮，使用System.arraycopy複製一個數組比循環設置要高效得多。

 

 

 

 

 

對於LinkedList自己而言，數據結構就更簡單了，除了一個size用來記錄大小外，只有head一個元素Entry。對比Map和Queue的其它數據結構能夠看到這裏的Entry有兩個引用，是雙向的隊列。

在示意圖中，LinkedList老是有一個「傀儡」節點，用來描述隊列「頭部」，可是並不表示頭部元素，它是一個執行null的空節點。

隊列一開始只有head一個空元素，而後從尾部加入E1(add/addLast)，head和E1之間創建雙向連接。而後繼續從尾部加入E2，E2就在head和E1之間創建雙向連接。最後從隊列的頭部加入E3(push/addFirst)，因而E3就在E1和head之間連接雙向連接。

雙向鏈表的數據結構比較簡單，操做起來也比較容易，從事從「傀儡」節點開始，「傀儡」節點的下一個元素就是隊列的頭部，前一個元素是隊列的尾部，換句話說，「傀儡」節點在頭部和尾部之間創建了一個通道，是整個隊列造成一個循環，這樣就能夠從任意一個節點的任意一個方向能遍歷完整的隊列。

一樣LinkedList也是一個沒有容量限制的隊列，所以入隊列（無論是從頭部仍是尾部）總能成功。

 

 

 

 

 

 

上面描述的ArrayDeque和LinkedList是兩種不一樣方式的實現，一般在遍歷和節省內存上ArrayDeque更高效（索引更快，另外不須要Entry對象），可是在隊列擴容下LinkedList更靈活，由於不須要複製原始的隊列，某些狀況下可能更高效。

一樣須要注意的上述兩個實現都不是線程安全的，所以只適合在單線程環境下使用，下面章節要介紹的LinkedBlockingDeque就是線程安全的可阻塞的Deque。事實上也應該是功能最強大的Queue實現，固然了實現起來也許會複雜一點。