什么是队列？
1.先进者先出，这就是典型的“队列”结构。
2.支持两个操作：入队enqueue()，放一个数据到队尾；出队dequeue()，从队头取一个元素。所以，和栈一样，队列也是一种操作受限的线性表。
队列的应用也非常广泛，特别是一些具有某些额外特性的队列，比如循环队列、阻塞队列、并发队列。它们在很多偏底层系统、框架、中间件的开发中，起着关键性的作用。
实现队列的两种方式？
顺序队列和链式队列
跟栈一样，队列可以用数组来实现，也可以用链表来实现。用数组实现的栈叫作顺序栈，用链表实现的栈叫作链式栈。同样，用数组实现的队列叫作顺序队列，用链表实现的队列叫作链式队列。
基于数组实现队列：
'''基于数组实现队列'''
class ArrayQueue:
def __init__(self,n):
self.items=[]
self.n=n #其中n为指定的数组容量
self.head=0#头指针
self.tail=0#尾指针
def enqueue(self,data):
if self.tail==self.n:
if self.head==0:
#队列已经满了
return False
else:
#需要做数据的搬移处理，因为此时数组前面还有空间
for i in range(0,self.tail-self.head):
self.items[i]=self.items[self.head+i]
self.tail=self.tail-self.head #重新指定尾指针的 位置
self.head=0#头指针重新指向首位
self.items.insert(self.tail,data)
self.tail=self.tail+1
return True
def dequeue(self):
if self.head!=self.tail:
data=self.items[self.head]#获取出队的值
self.head=self.head+1#头指针指向下个位置
return data
else:
return False
def __repr__(self):
return " ".join(i for i in self.items[self.head:self.tail])
print("----------")
queue=ArrayQueue(10)
for i in range(5):
queue.enqueue(str(i))
for i in range(6):
print(queue.dequeue())
print(queue)
基于链表实现队列：
'''基于链表实现队列'''
class Node():
def __init__(self,data,next=None):
self.data=data
self.next=next
class LinkedQueue():
def __init__(self):
#定义头指针和为指针，分别对应出队口和入队口
self.head=None
self.tail=None
#入队函数
def enqueue(self,data):
node= Node(data)
if self.tail:
self.tail.next=node #插入链表末尾
else:
self.head=node #如果此时链表为空，头指针指向当前插入节点
self.tail=node #让尾指针指向尾节点
return True
#出队函数
def dequeue(self):
if self.head:
data=self.head.data
self.head=self.head.next#头指针向后移动
if not self.head:
self.tail=None
return data #返回出队的值
else:
return False
def __repr__(self):
data=[]
current=self.head
while current:
data.append(current.data)
current=current.next
return "->".join(value for value in data)
if __name__=="__main__":
queue=LinkedQueue()
for i in range(5):
queue.enqueue(str(i))
print(queue)
print("----------")
for i in range(6):
print(queue.dequeue())
print(queue)
两者的区别
基于链表的实现方式，可以实现一个支持无限排队的无界队列，但是可能会导致过多的请求排队等待，请求处理的响应时间过长。所以，针对响应时间比较敏感的系统，基于链表实现的无限排队的线程池是不合适的。
而基于数组实现的有界队列，队列的大小有限，所以线程池中排队的请求超过队列大小时，接下来的请求就会被拒绝，这种方式对响应时间敏感的系统来说，就相对更加合理。不过，设置一个合理的队列大小，也是非常有讲究的。队列太大导致等待的请求太多，队列太小会导致无法充分利用系统资源、发挥最大性能。
队列有哪些常见的应用
1.阻塞队列
1）在队列的基础上增加阻塞操作，就成了阻塞队列。
2）阻塞队列就是在队列为空的时候，从队头取数据会被阻塞，因为此时还没有数据可取，直到队列中有了数据才能返回；如果队列已经满了，那么插入数据的操作就会被阻塞，直到队列中有空闲位置后再插入数据，然后在返回。
2.并发队列
1）在多线程的情况下，会有多个线程同时操作队列，这时就会存在线程安全问题。能够有效解决线程安全问题的队列就称为并发队列。
2）并发队列简单的实现就是在enqueue()、dequeue()方法上加锁，但是锁粒度大并发度会比较低，同一时刻仅允许一个存或取操作。
3）实际上，基于数组的循环队列利用CAS原子操作，可以实现非常高效的并发队列。这也是循环队列比链式队列应用更加广泛的原因。
3.线程池资源枯竭时的处理
队列可以应用在任何有限资源池中，用于排队请求，比如数据库连接池等。实际上，对于大部分资源有限的场景，当没有空闲资源时，基本上都可以通过“队列”这种数据结构来实现请求排队。
线程池没有空闲线程时，新的任务请求线程资源时，线程池该如何处理？各种处理策略又是如何实现的呢？
我们一般有两种处理策略。第一种是非阻塞的处理方式，直接拒绝任务请求；另一种是阻塞的处理方式，将请求排队，等到有空闲线程时，取出排队的请求继续处理。