Java 队列 Queue、Deque、AbstractQueue 源码分析

源码均以JDK8作为参考

在JDK1.5Collection集合框架重构中，引入了队列(Queue<E>)的概念，同时在JDK1.6中引入了双端队列(Deque<E>)的概念。

1.Queue<E>简介：

Queue<E>：Queue<E>实现了一个先进先出(FIFO)队列的约定，Queue<E>同样实现了Collection<E>接口，接口中定义了一系列FIFO队列的基本操作。

Queue<E>的操作分为两类，这两类方法处理失败操作存在差异，具体如下：

boolean add(E e) <-> boolean offer(E e):：

向队列尾部加入元素，对于一些限制大小的队列，当队列满时，拒绝元素加入，add 抛出异常, offer 返回false，但是不抛出异常。

E remove() <-> E poll()：

移除一个元素，当操作一个空队列时，remove 抛出异常, poll 返回null，不抛出异常。

E element() <-> E peek()：

获取队列头部元素，当操作一个空队列时，element 抛出异常, peek 返回null，不抛出异常。

2.Deque<E>简介：

一个线性的collection，支持在两端插入和移除元素。名称Deque的意思是'double ended queue'，即是双端队列的意思。Deque<E>继承自Queue<E>接口，所以此接

口可以是有容量限制的双端队列，也可以是没有固定大小限制的双端队列。

此接口主要定义了双端队列两端访问元素的方法。提供了插入、移除和检查元素等方法。遵循Queue<E>接口的设计形式，每种方法都存在两种形式：一种在操作失败

时抛出异常，另一种返回一个特殊值(null或false)， 关于这种机制下文不再赘述，

Deque<E>中的方法约定简介：

addFirst(E) <-> offerFirst(E):：双端队列头部加入元素

addLast(E) <-> offerLast(E)： 双端队列尾部加入元素

removeFirst() <-> pollFirst()： 双端队列头部移除元素

removeLast() <-> pollLast()：双端队列尾部移除元素

getFirst() <-> peekFirst()：获取双端队列头部元素

getLast() <-> peekLast()：获取双端队列尾部元素

removeFirstOccurrence(Object)：从此双端队列移除第一次出现的指定元素

removeLastOccurrence(Object)：从此双端队列移除最后一次出现的指定元素。

重定义Queue<E>接口方法定义：

boolean add(E e) <-> boolean offer(E e)：

E remove() <-> E poll(): 

E element() <-> E peek(): 

模仿栈的操作，后进先出(LIFO)，提供如下方法：

push(E)：将一个元素推入此双端队列所表示的堆栈（换句话说，此双端队列的头部），如果可以直接这样做而不违反容量限制的话；如果成功，则返回 true，如

果当前没有可用空间，则抛出 IllegalStateException。

pop(E)：从此双端队列所表示的堆栈中弹出一个元素, 弹出元素的位置为双端队列的头部。

重定义Collection<E>接口中方法定义：

remove(Object)：双端队列移除元素

contains(Object)：判断双端队列是否包含元素

size()：返回双端队列元素个数

iterator()：返回双端队列迭代器

descendingIterator()：返回一个迭代器在此deque队列的顺序相反的元素

3.AbstractQueue<E>简介：

同时在Queue<E>接口下，AbstractQueue<E>实现了Queue<E>接口，在这个抽象类中对于Queue<E>中定义的方法签名进行了简单的实现，例如：

    由此可以看出：对于Queue<E>持有的两种形式的操作方法进行了相互的调用。

add：

public boolean add(E e) {
if (offer(e))
return true;
else
throw new IllegalStateException("Queue full");
}

remove：

public E remove() {
E x = poll();
if (x != null)
return x;
else
throw new NoSuchElementException();
}

element：

public E element() {
E x = peek();
if (x != null)
return x;
else
throw new NoSuchElementException();
}

总结：主要介绍了队列(Queue<E>)和双端队列(Deque<E>)的接口约定，同时介绍了AbstractQueue<E>中对于Queue<E>中的方法约定进行了简单的实现。Queue<E>提供了

   一种经典的队列(FIFO)的实现，在其子接口Deque<E>中，实现了双端队列和栈(LIFO)的实现。

   这种数据结构的实现，为Java实现的的集合结构中又多了一种默认实现。

下一篇：将介绍队列的具体实现类ArrayDeque<E>和PriorityQueue<E>；