Java Queue / Deque / PriorityQueue 与阻塞队列

更新时间：2026-09-21。集合总览里的 List/Map/Set 见 ArrayList/LinkedList 与 HashMap 原理，本篇专讲队列族。

一、两个接口：Queue 与 Deque

Queue 单端，队尾进、队头出。两组方法，满/空时行为不同：

操作	抛异常	返回特殊值	阻塞
入队	add	offer	put
出队	remove	poll	take
看队头	element	peek	—

Deque（双端队列）两端都能进出，既可当队列也可当栈。

二、实现类怎么选

实现	底层	特点
ArrayDeque	可扩容循环数组	队头队尾 O(1) 摊销，首选的栈与双端队列，不能放 null
LinkedList	双向链表	同时实现 List/Deque，随机访问慢、节点开销大，现已少选
PriorityQueue	二叉堆	出队按优先级，不是 FIFO，非线程安全
ArrayBlockingQueue	定长数组+锁	有界阻塞队列
LinkedBlockingQueue	链表+锁	默认 Integer.MAX_VALUE（近乎无界，慎用）
SynchronousQueue	不存元素	直接交接，CachedThreadPool 用它
DelayQueue	堆	元素到期才能 take
PriorityBlockingQueue	堆	支持优先级的无界阻塞队列

三、栈：用 ArrayDeque，别用 Stack

java.util.Stack 继承 Vector、方法全 synchronized，古老且效率低。官方推荐：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(1); stack.push(2);
int top = stack.pop();      // 2
int see = stack.peek();     // 1

四、PriorityQueue 的要点

• 队头永远是「最小」元素（按自然顺序或传入的 Comparator），遍历顺序不保证有序，只有反复 poll 才得到升序序列。
• 元素必须可比较：实现 Comparable 或构造时给 Comparator，否则 ClassCastException。比较器写法见 Comparable/Comparator。
• 适合 Top-K / 任务优先级调度；要「最大堆」传 Comparator.reverseOrder()。

五、阻塞队列与线程池

阻塞队列是生产者-消费者的核心：put 满则等待、take 空则等待，线程安全。

BlockingQueue<Task> q = new ArrayBlockingQueue<>(100);
q.put(task);                 // 队列满时阻塞，天然背压
Task t = q.take();           // 队列空时阻塞

队列选择直接影响线程池行为，详见 线程池参数怎么设：有界队列防 OOM、SynchronousQueue 追求直接交接、LinkedBlockingQueue 不显式设容量等于埋了无界队列的雷。

六、常见坑

1. 用 Stack 类：换 ArrayDeque。
2. PriorityQueue 遍历期望有序：只有 poll 顺序有序，要整体有序请 poll 完或用 sorted List。
3. PriorityQueue 放不可比较对象又没给 Comparator：ClassCastException。
4. ArrayDeque 插入 null：不允许（无法与 poll 返回 null 区分）。
5. LinkedBlockingQueue 用默认容量：近乎无界，生产快于消费会堆爆内存，务必显式设容量。

总结

单端用 Queue、两端操作用 Deque，非并发场景栈和双端队列默认选 ArrayDeque（别用继承 Vector 的 Stack），需要 List 能力才考虑 LinkedList；PriorityQueue 基于堆、只有 poll 才按优先级出队、元素必须可比较；并发生产者消费者用 BlockingQueue，put 满则阻塞 take 空则等待、天然背压，线程池里优先有界的 ArrayBlockingQueue，慎用默认无界的 LinkedBlockingQueue 和不存元素的 SynchronousQueue。