Java Queue之PriorityQueue

 

PriorityQueue位于Java util包中，观其名字前半部分的单词Priority是优先的意思，实际上这个队列就是具有“优先级”。既然具有优先级的特性，那么就得有个前后排序的“规则”。所以其接受的类需要实现Comparable 接口。

API

1.构造函数

PriorityQueue()
PriorityQueue(Collection<? extends E> c)
PriorityQueue(int initialCapacity)
PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator<? super E> comparator)
PriorityQueue(PriorityQueue<? extends E> c)
PriorityQueue(SortedSet<? extends E> c)

2.常用功能函数

方法名	功能描述
add(E e)	添加元素
clear()	清空
contains(Object o)	检查是否包含当前参数元素
offer(E e)	添加元素
peek()	读取元素，（不删除）
poll()	取出元素，（删除）
remove(Object o)	删除指定元素
size()	返回长度

用法示例

上面提到具有优先级，那么这里举个例子。我在上高中的时候，每月分一次班级，老师会按照本月月考的成绩来让每位同学优先选择自己心仪的座位。这里所有的同学便是一个队列；每次喊一个人进来挑选座位，这便是出对的操作；成绩由前至后，这边是优先的策略。

• 代码示例如下：

public class PriorityQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
                
        final PriorityQueue<Student> queue=new PriorityQueue<>();

        Student p1=new Student(95,"张三");
        Student p2=new Student(89,"李四");
        Student p3=new Student(89,"李四");
        Student p4=new Student(67,"王五");
        Student p5=new Student(92,"赵六");
        queue.add(p1);
        queue.add(p2);
        queue.add(p3);//add 和offer效果一样。
        queue.offer(p4);//add 方法实现，其实就是调用了offer
        queue.offer(p5)

        for (Student Student : queue) {
            System.out.println(Student.toString());
        }
        
        System.out.println("---------------------");
        while(!queue.isEmpty()){
            System.out.println(queue.poll());
        }       
    }

}
class Student implements Comparable{
    private int score;
    private String name;
    
    public Student(int age,String name){
        this.score=age;
        this.name=name;
    }
    public int getScore() {
        return score;
    }
    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String toString(){
        return "姓名："+name+"-"+score+"分";
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Student current=(Student)o;
        if(current.getScore()>this.score){
            return 1;
        }else if(current.getScore()==this.score){
            return 0;
        }
        return -1;
    }
}

• 运行结果：
  姓名：张三-95分
  姓名：赵六-92分
  姓名：王五-67分
  姓名：李四-89分
  ---------按顺序出队选座位------------
  姓名：张三-95分
  姓名：赵六-92分
  姓名：李四-89分
  姓名：李四-89分
  姓名：王五-67分

从第一部分输出可以看出，学生入队并不是 按顺序的，而在poll出来的时候是按顺序出队的，这里确实实现了分数高这优先选座位的效果，poll方法返回的总是队列剩余学生中分数最高的。

安全性

查看PriorityQueue类的源码，会发现增加操作，并不是原子操作。没有使用任何锁。那么，如果是在多线程环境，肯定是不安全的。下面给出例子，开启多个线程，调用同一个方法对Queue进行添加元素。然后输出结果。

public class PriorityQueueTest {

    static final PriorityQueue<Integer> queue=new PriorityQueue<>();
    /**
     * 向队列中插入元素
     * @param number
     */
    public  void add(int number){
        if(!queue.contains(number)){
            System.out.println(Thread.currentThread()+"："+number);
            queue.add(number);
        }
    }   

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    final PriorityQueueTest qt=new PriorityQueueTest();
        final Random r=new Random();
        Thread t1=new Thread(){
            public void run(){
                System.out.println("t1开始运行...");
                for(int i=0;i<10;i++){
                    qt.add(r.nextInt(10));
                }
            }
        };
        Thread t2=new Thread(){
            public void run(){
                System.out.println("t2开始运行...");
                for(int i=0;i<10;i++){
                    qt.add(r.nextInt(10));
                }
            }
        };
        Thread t3=new Thread(){
            public void run(){
                System.out.println("t3开始运行...");
                for(int i=0;i<10;i++){
                    qt.add(r.nextInt(10));
                }
            }
        };
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t1.join();
        t2.join();
        t3.join();
        System.out.println("------ 运行结果 ---------");
        while(!queue.isEmpty()){
            System.out.println(queue.poll());
        }
    }
}

• 运行结果
  t2开始运行...
  t3开始运行...
  t1开始运行...
  ------ 运行结果 ---------
  0
  1
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  9

结果中我们可以看到，具有两个1，两个9.这是不符合我们预期的，我们预期的是not contains 才插入，现在的出现的了重复的。上面的例子只需要在add方法上加锁，才可以达到我们预期的效果。所以说，PriorityQueue是非线程安全的。
[1]: http://www.cnblogs.com/demingblog/p/6474865.html