队列是一种先进先出（FIFO）的线性数据结构，类似于现实中的排队场景：元素从队尾入队，从队头出队，且遵循“先到先服务”的原则，在Java中，Queue接口是队列的顶层抽象，位于java.util包下，定义了队列的核心操作方法，如入队（offer/add）、出队（poll/remove）、查看队头元素（peek/element）等，需要注意的是，Queue接口继承自Collection接口，而Deque（双端队列）接口则扩展了Queue，允许在队列两端进行插入和删除操作，Java中实现队列的方式多样，不同实现适用于不同场景,本文将详细介绍几种常见的队列实现方式及其特点。
基于LinkedList的队列实现
LinkedList是Java中最基础的队列实现之一，它不仅实现了List接口，还实现了Deque接口，因此可直接作为队列使用，其底层基于双向链表结构，每个节点包含前驱指针、后继指针和当前元素，因此插入和删除操作的时间复杂度均为O(1)，适合频繁增删的场景。
使用LinkedList作为队列时，核心方法包括：
offer(E e)：将元素添加到队尾，成功返回true，队列容量有限时返回false（LinkedList无容量限制，故始终返回true）；poll()：移除并返回队头元素，队列为空时返回null；peek()：返回队头元素但不移除，队列为空时返回null。
示例代码：
Queue<String> queue = new LinkedList<>();
queue.offer("A"); // 入队：A
queue.offer("B"); // 入队：A->B
String head = queue.poll(); // 出队：A，head="A"
String next = queue.peek(); // 查看队头：B，next="B"
LinkedList的优势在于动态扩容（无需预先指定容量），但频繁的节点对象创建可能带来轻微内存开销，适合元素数量不固定、增删操作频繁的场景。
基于ArrayDeque的高性能队列实现
ArrayDeque是Java提供的另一种队列实现，它基于动态数组结构，实现了Deque接口，既可作为队列（FIFO）使用，也可作为栈（LIFO）使用，相比LinkedList，ArrayDeque在内存使用上更高效（无需存储节点指针），且在头尾操作时性能更优（随机访问时间复杂度为O(1)）。
ArrayDeque的扩容策略采用2倍扩容，初始容量默认为16，扩容时重新分配数组并复制元素，核心方法与LinkedList类似，但额外支持双端操作，如addFirst(E e)、addLast(E e)等。
示例代码：
Queue<Integer> deque = new ArrayDeque<>(); deque.add(1); // 入队：1 deque.add(2); // 入队：1->2 deque.addFirst(0); // 双端入队：0->1->2 Integer first = deque.pollFirst(); // 出队队头：0，first=0 Integer last = deque.pollLast(); // 出队队尾：2，last=1
ArrayDeque适用于需要高性能头尾操作的场景，且是非线程安全的,若在多线程环境中使用需额外同步处理。
PriorityQueue优先级队列实现
PriorityQueue是一种特殊的队列，它不严格遵循FIFO规则，而是根据元素的“优先级”决定出队顺序：优先级高的元素先出队（默认自然排序，可通过自定义Comparator指定排序规则），其底层基于小顶堆（或大顶堆）实现，插入和删除操作的时间复杂度为O(log n)。
使用PriorityQueue时，元素需实现Comparable接口，或在构造时传入Comparator，示例：
PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(); // 默认小顶堆
pq.add(3); pq.add(1); pq.add(2);
while (!pq.isEmpty()) {
System.out.print(pq.poll() + " "); // 输出：1 2 3
}
PriorityQueue常用于需要按优先级处理的场景，如任务调度、 Huffman编码、Dijkstra算法等，但需要注意的是，它不是线程安全的，多线程环境下需使用PriorityBlockingQueue。
阻塞队列（BlockingQueue）的多线程安全实现
在多线程环境中，队列的线程安全是关键问题，Java并发包（java.util.concurrent）提供了BlockingQueue接口，它扩展了Queue，支持阻塞操作：当队列为空时，出队操作（如take()）会阻塞当前线程；当队列满时，入队操作（如put()）会阻塞，直到队列可用或线程被中断。
常用实现包括：
- ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列，需指定容量，公平性可配置（公平锁可避免线程饥饿）；
- LinkedBlockingQueue：基于链表的可选有界阻塞队列，容量默认为Integer.MAX_VALUE，吞吐量通常高于ArrayBlockingQueue；
- PriorityBlockingQueue：支持优先级的无界阻塞队列，内部使用堆结构，适合多线程优先级任务场景。
示例（生产者-消费者模型）：
BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
// 生产者线程
new Thread(() -> {
try {
queue.put("A"); // 阻塞直到队列有空间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
// 消费者线程
new Thread(() -> {
try {
String data = queue.take(); // 阻塞直到队列有元素
System.out.println("Consumed: " + data);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
BlockingQueue是Java并发编程的核心组件，极大简化了多线程间的数据同步问题，广泛应用于线程池、消息队列等场景。
Java中实现队列的方式多样，选择时需结合场景需求：单线程环境下，ArrayDeque因高性能和低内存开销优先；需要频繁头尾操作可选LinkedList；优先级排序场景使用PriorityQueue；多线程环境则依赖BlockingQueue及其实现类，理解不同队列的底层原理和特性，能帮助开发者设计出更高效、更稳定的系统。
