java 如何拿到PriorityQueue的队首和队尾

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mob64ca14122c74 2024-10-24 10:18:20

文章标签 System 抛出异常示例代码 文章分类 Java 后端开发

阻塞队列包含哪些常用的方法，以及 add，offer，put 等方法的区别。

在阻塞队列中有很多方法，而且它们都非常相似，所以非常有必要对这些类似的方法进行辨析，所以本课时会用分类的方式，和你一起，把阻塞队列中常见的方法进行梳理和讲解。

我们把 BlockingQueue 中最常用的和添加、删除相关的 8 个方法列出来，并且把它们分为三组，每组方法都和添加、移除元素相关。

这三组方法由于功能很类似，所以比较容易混淆。它们的区别仅在于特殊情况：当队列满了无法添加元素，或者是队列空了无法移除元素时，不同组的方法对于这种特殊情况会有不同的处理方式：

抛出异常：add、remove、element
返回结果但不抛出异常：offer、poll、peek
阻塞：put、take

第一组：add、remove、element

add 方法
add 方法是往队列里添加一个元素，如果队列满了，就会抛出异常来提示队列已满。示例代码如下：

复制代码

private static void addTest() {
     BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new                     ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
     blockingQueue.add(1);
     blockingQueue.add(1);
     blockingQueue.add(1);
 }

在这段代码中，我们创建了一个容量为 2 的 BlockingQueue，并且尝试往里面放 3 个值，超过了容量上限，那么在添加第三个值的时候就会得到异常：

Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException:Queue full
remove 方法
remove 方法的作用是删除元素，如果我们删除的队列是空的，由于里面什么都没有，所以也无法删除任何元素，那么 remove 方法就会抛出异常。示例代码如下：

private static void removeTest() {
     ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new     ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
     blockingQueue.add(1);
     blockingQueue.add(1);
     blockingQueue.remove();
     blockingQueue.remove();
     blockingQueue.remove();
 }

在这段代码中，我们往一个容量为 2 的 BlockingQueue 里放入 2 个元素，并且删除 3 个元素。在删除前面两个元素的时候会正常执行，因为里面依然有元素存在，但是在删除第三个元素时，由于队列里面已经空了，所以便会抛出异常：

Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException
element 方法
element 方法是返回队列的头部节点，但是并不删除。和 remove 方法一样，如果我们用这个方法去操作一个空队列，想获取队列的头结点，可是由于队列是空的，我们什么都获取不到，会抛出和前面 remove 方法一样的异常：NoSuchElementException。示例代码如下：

private static void elementTest() {
     ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new     ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
     blockingQueue.element();
 }

我们新建了一个容量为 2 的 ArrayBlockingQueue，直接调用 element 方法，由于之前没有往里面添加元素，默认为空，那么会得到异常：

Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException

第二组：offer、poll、peek

实际上我们通常并不想看到第一组方法抛出的异常，这时我们可以优先采用第二组方法。第二组方法相比于第一组而言要友好一些，当发现队列满了无法添加，或者队列为空无法删除的时候，第二组方法会给一个提示，而不是抛出一个异常。

offer 方法
offer 方法用来插入一个元素，并用返回值来提示插入是否成功。如果添加成功会返回 true，而如果队列已经满了，此时继续调用 offer 方法的话，它不会抛出异常，只会返回一个错误提示：false。示例代码如下：

private static void offerTest() {
     ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
     System.out.println(blockingQueue.offer(1));
     System.out.println(blockingQueue.offer(1));
     System.out.println(blockingQueue.offer(1));
 }

我们创建了一个容量为 2 的 ArrayBlockingQueue，并且调用了三次 offer方法尝试添加，每次都把返回值打印出来，运行结果如下：

复制代码
true
true
false
可以看出，前面两次添加成功了，但是第三次添加的时候，已经超过了队列的最大容量，所以会返回 false，表明添加失败。

poll 方法
poll 方法和第一组的 remove 方法是对应的，作用也是移除并返回队列的头节点。但是如果当队列里面是空的，没有任何东西可以移除的时候，便会返回 null 作为提示。正因如此，我们是不允许往队列中插入 null 的，否则我们没有办法区分返回的 null 是一个提示还是一个真正的元素。示例代码如下：

复制代码

private static void pollTest() {
     ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(3);
     blockingQueue.offer(1);
     blockingQueue.offer(2);
     blockingQueue.offer(3);
     System.out.println(blockingQueue.poll());
     System.out.println(blockingQueue.poll());
     System.out.println(blockingQueue.poll());
     System.out.println(blockingQueue.poll());
 }

在这个代码中我们创建了一个容量为 3 的 ArrayBlockingQueue，并且先往里面放入 3 个元素，然后四次调用 poll 方法，运行结果如下：

复制代码
1
2
3
null
前面三次 poll 都运行成功了，并且返回了元素内容 1、2、3，是先进先出的顺序。第四次的 poll 方法返回 null，代表此时已经没有元素可以移除了。

peek 方法
peek 方法和第一组的 element 方法是对应的，意思是返回队列的头元素但并不删除。如果队列里面是空的，它便会返回 null 作为提示。示例代码如下：

复制代码
private static void peekTest() {
ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
System.out.println(blockingQueue.peek());
}
运行结果：

复制代码
null
我们新建了一个空的 ArrayBlockingQueue，然后直接调用 peek，返回结果 null，代表此时并没有东西可以取出。

带超时时间的 offer 和 poll
第二组还有一些额外值得讲解的内容，offer 和 poll 都有带超时时间的重载方法。

复制代码
offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
它有三个参数，分别是元素、超时时长和时间单位。通常情况下，这个方法会插入成功并返回 true；如果队列满了导致插入不成功，在调用带超时时间重载方法的 offer 的时候，则会等待指定的超时时间，如果时间到了依然没有插入成功，就会返回 false。

复制代码
poll(long timeout, TimeUnit unit)
带时间参数的 poll 方法和 offer 类似：如果能够移除，便会立刻返回这个节点的内容；如果队列是空的就会进行等待，等待时间正是我们指定的时间，直到超时时间到了，如果队列里依然没有元素可供移除，便会返回 null 作为提示。