Queue接口

以下是对 Queue 接口的详细解析，结合代码注释和使用场景说明：

1. Queue 接口概述

Queue 是 Java 集合框架中的队列接口，继承自 Collection，定义了一组队列特有的操作。队列通常按 FIFO（先进先出） 规则排序，但也支持其他排序方式（如优先级队列、LIFO 栈）。

核心特点：

双模式方法：每个操作有两种形式，一种抛出异常，另一种返回特殊值（如 null/false）。
常用场景：任务调度、消息队列、生产者-消费者模型等。

2. 核心方法对比

插入元素

add(e)

offer(e)

add

容量不足时抛异常，

offer

false

移除元素

remove()

poll()

remove

队列为空时抛异常，

poll()

null

查看元素

element()

peek()

element

队列为空时抛异常，

peek()

null

3. 方法详解与示例

3.1 插入元素

boolean add(E e)尝试插入元素，容量不足时抛 IllegalStateException。
boolean offer(E e)插入成功返回 true，失败返回 false（如容量限制时）。

3.2 移除元素

E remove()移除并返回队首元素，队列为空时抛 NoSuchElementException。
E poll()移除并返回队首元素，队列为空时返回 null。

3.3 查看元素

E element()返回队首元素，队列为空时抛 NoSuchElementException。
E peek()返回队首元素，队列为空时返回 null。

4. 常用实现类

`LinkedList`	基于双向链表，支持 FIFO，允许 `null` ，线程不安全
`PriorityQueue`	按自然顺序或自定义比较器排序，不允许 `null` ，线程不安全
`ArrayDeque`	基于数组，高效插入/删除，支持双端队列（ `Deque` ），不允许 `null`
`ConcurrentLinkedQueue`	线程安全，基于链表，适用于高并发场景

5. 与其他接口的区别

List

有序集合，支持索引操作（如

get(int)

），允许重复元素

Set

无序集合，元素唯一，不允许重复

Queue

按特定规则排序（如 FIFO），支持队列操作（如

offer()

、

poll()

）

6. 典型应用场景

生产者-消费者模型：使用 BlockingQueue 实现线程间安全通信。
任务调度：按优先级处理任务（PriorityQueue）。
缓存淘汰：使用 FIFO 策略管理缓存（LinkedList 或 ArrayDeque）。

7. 注意事项

null 元素：大多数 Queue 实现不允许插入 null（如 PriorityQueue），但 LinkedList 允许。
线程安全：默认实现（如 LinkedList）是非线程安全的，需使用 ConcurrentLinkedQueue 或 BlockingQueue。
容量限制：固定容量队列需通过 offer() 判断插入是否成功。

完整示例

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class QueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        
        // 插入元素
        queue.offer("Alice");
        queue.offer("Bob");
        queue.offer("Charlie");
        
        // 查看队首元素
        System.out.println("Head: " + queue.peek()); // Head: Alice
        
        // 遍历队列（需注意顺序）
        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println("Polled: " + queue.poll());
        }
        // 输出：
        // Polled: Alice
        // Polled: Bob
        // Polled: Charlie
    }
}