在Java中如何实现优先级队列PriorityBlockingQueue-java教程-PHP中文网

在Java中如何实现优先级队列PriorityBlockingQueue

P粉602998670

发布： 2025-10-02 17:46:02

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PriorityBlockingQueue是Java中支持优先级的无界线程安全队列，基于堆实现，元素需实现Comparable或提供Comparator，不允许null值，适用于多线程任务调度场景。

在java中如何实现优先级队列priorityblockingqueue

在Java中，PriorityBlockingQueue 是一个支持优先级排序的无界并发安全队列。它位于 java.util.concurrent 包下，适用于多线程环境下需要按优先级处理任务的场景。这个队列使用堆结构维护元素顺序，确保每次取出的都是当前优先级最高的元素。

1. PriorityBlockingQueue 的基本特性

PriorityBlockingQueue 具有以下几个关键特点：

线程安全：内部通过锁机制保证多线程操作的安全性。
无界队列：容量可自动扩容，不会阻塞入队操作（除非内存耗尽）。
基于优先级排序：元素必须实现 Comparable 接口，或在构造时提供 Comparator 来定义排序规则。
不允许 null 值：插入 null 会抛出 NullPointerException。

2. 创建和初始化 PriorityBlockingQueue

可以通过默认构造函数创建，也可以指定初始容量和比较器。

// 使用默认初始容量（11），元素需实现 Comparable
PriorityBlockingQueue<Integer> queue = new PriorityBlockingQueue<>();
<p>// 指定初始容量
PriorityBlockingQueue<Integer> queue2 = new PriorityBlockingQueue<>(20);</p><p>// 提供 Comparator 控制优先级顺序（例如：小数优先）
PriorityBlockingQueue<Integer> queue3 = new PriorityBlockingQueue<>(
10, 
Comparator.naturalOrder() // 或 (a, b) -> a - b
);</p>

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3. 添加和移除元素

常用方法包括 put()、offer()、take() 和 poll()。

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PriorityBlockingQueue<Integer> queue = new PriorityBlockingQueue<>();
<p>queue.put(5);  // 插入元素，不会阻塞
queue.offer(3); // 相同效果，推荐用于非阻塞场景
queue.add(7);   // 也可用 add，但失败会抛异常</p><p>// 取出优先级最高的元素（最小值）
Integer first = queue.take(); // 阻塞等待，直到有元素可用
Integer next = queue.poll();  // 非阻塞，队列空时返回 null</p>

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4. 自定义对象的优先级排序

若要存储自定义对象，必须提供排序依据。

先见AI

数据为基，先见未见

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class Task implements Comparable<Task> {
    String name;
    int priority; // 数值越小，优先级越高
<pre class='brush:java;toolbar:false;'>public Task(String name, int priority) {
    this.name = name;
    this.priority = priority;
}

@Override
public int compareTo(Task other) {
    return Integer.compare(this.priority, other.priority);
}

@Override
public String toString() {
    return "Task{" + "name='" + name + '\'' + ", priority=" + priority + '}';
}

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}

// 使用示例 PriorityBlockingQueue<Task> taskQueue = new PriorityBlockingQueue<>(); taskQueue.put(new Task("Low", 3)); taskQueue.put(new Task("High", 1)); taskQueue.put(new Task("Medium", 2));

while (!taskQueue.isEmpty()) { System.out.println(taskQueue.take()); }

输出结果会按优先级升序打印任务。