Java中Queue常用实现类包括ArrayDeque(首选,性能优但不支持null)、LinkedList(支持null但性能差)和PriorityQueue(优先队列,非FIFO);Deque接口更灵活,支持双端操作;阻塞队列如LinkedBlockingQueue适用于多线程协作。

Queue接口的常用实现类及适用场景
Java中Queue是单端队列接口,核心语义是“FIFO(先进先出)”,但不强制要求——比如PriorityQueue实际是堆实现的优先队列,出队顺序由元素自然序或Comparator决定。
真正严格遵循FIFO的常见实现有:
-
LinkedList:底层是双向链表,支持null元素,但线程不安全;add()和offer()都成功返回true,remove()失败抛NoSuchElementException,poll()失败返回null -
ArrayDeque:底层是循环数组,**不接受null元素**,性能优于LinkedList(尤其在头尾操作上),是Queue接口的**首选实现**(除非需要null) -
PriorityQueue:无界、非线程安全、不保证迭代顺序;插入/删除时间复杂度为O(log n);不能用于多线程环境下的任务调度,除非配合外部同步
Deque接口为什么能替代Queue,又比它更灵活
Deque(Double-ended Queue)扩展自Queue,允许从两端插入、删除、查看元素。所有Deque实现天然兼容Queue用法,但反过来不成立。
关键点在于方法命名与语义分层:
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- 以
addFirst()/addLast()、removeFirst()/removeLast()、getFirst()/getLast()结尾的方法——失败时直接抛异常(如NoSuchElementException) - 以
offerFirst()/offerLast()、pollFirst()/pollLast()、peekFirst()/peekLast()结尾的方法——失败时返回false或null,适合需要容错的场景 -
ArrayDeque是Deque最常用的实现;LinkedList也实现了Deque,但因内存开销大、缓存不友好,仅在需频繁中间插入/删除时才考虑
ArrayDeque与LinkedList作为Queue使用的性能差异
很多人误以为LinkedList作为队列更快,其实恰恰相反:ArrayDeque在绝大多数队列操作中都显著更快,原因在于CPU缓存局部性好、无对象头开销、无指针跳转。
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典型对比(JDK 17+,百万次操作):
// ArrayDeque: add() + poll() 循环 Time: ~12 ms // LinkedList: add() + poll() 循环 Time: ~48 ms
真实项目中应默认选ArrayDeque,除非明确需要以下任一条件:
- 队列元素可能为
null(ArrayDeque禁止null) - 必须使用
Iterator.remove()在遍历时删除当前元素(ArrayDeque的迭代器不支持remove()) - 队列长度极长且生命周期极短,且内存碎片敏感(此时
ArrayDeque扩容也可能带来压力)
阻塞队列(BlockingQueue)不是Queue的“升级版”,而是不同契约
BlockingQueue继承自Queue,但语义完全不同:它专为**线程间协作**设计,核心是put()和take()这类会阻塞的方法。
常见实现与选择依据:
-
LinkedBlockingQueue:基于链表,可选容量限制(无参构造为Integer.MAX_VALUE),适合高吞吐、低延迟场景 -
ArrayBlockingQueue:基于固定大小数组,创建时必须指定容量,**公平锁可选**(构造参数fair = true),适合对响应时间一致性要求高的系统 -
PriorityBlockingQueue:无界、线程安全的优先队列,注意:它不保证poll()和iterator()顺序一致,遍历时仍是无序的 -
SynchronousQueue:不存储元素,每个put()必须等待配对take(),适合工作窃取、手递手传递场景
别把BlockingQueue当普通Queue用——如果只是单线程或已有其他同步机制,用ArrayDeque更轻量、更可控。









