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队列PHP实现原理

2026-02-16 07:44:29PHP

队列的基本概念

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，类似于现实生活中的排队。元素从队尾入队，从队头出队。在PHP中，队列可以通过数组或链表实现。

数组实现队列

PHP的数组天然支持队列操作，通过array_push和array_shift函数即可实现基本功能。

$queue = [];
// 入队
array_push($queue, 'item1');
array_push($queue, 'item2');
// 出队
$item = array_shift($queue);
echo $item; // 输出 'item1'

SPL队列库

PHP的SPL（Standard PHP Library）提供了SplQueue类，专门用于队列操作，性能优于手动数组实现。

$queue = new SplQueue();
// 入队
$queue->enqueue('item1');
$queue->enqueue('item2');
// 出队
$item = $queue->dequeue();
echo $item; // 输出 'item1'

链表实现队列

通过自定义链表节点实现队列，适合需要更灵活控制的场景。

class Node {
    public $data;
    public $next;
    public function __construct($data) {
        $this->data = $data;
        $this->next = null;
    }
}

class Queue {
    private $front;
    private $rear;
    public function enqueue($data) {
        $newNode = new Node($data);
        if ($this->rear) {
            $this->rear->next = $newNode;
        } else {
            $this->front = $newNode;
        }
        $this->rear = $newNode;
    }
    public function dequeue() {
        if ($this->front === null) {
            return null;
        }
        $item = $this->front->data;
        $this->front = $this->front->next;
        if ($this->front === null) {
            $this->rear = null;
        }
        return $item;
    }
}

阻塞队列实现

通过信号量和锁机制实现阻塞队列，适用于多线程或异步任务场景。

class BlockingQueue {
    private $queue;
    private $mutex;
    public function __construct() {
        $this->queue = new SplQueue();
        $this->mutex = sem_get(ftok(__FILE__, 'a'));
    }
    public function enqueue($item) {
        sem_acquire($this->mutex);
        $this->queue->enqueue($item);
        sem_release($this->mutex);
    }
    public function dequeue() {
        sem_acquire($this->mutex);
        $item = $this->queue->isEmpty() ? null : $this->queue->dequeue();
        sem_release($this->mutex);
        return $item;
    }
}

优先级队列

SPL库中的SplPriorityQueue类实现了优先级队列功能，元素按优先级出队。

$pq = new SplPriorityQueue();
$pq->insert('item1', 3);
$pq->insert('item2', 1);
$pq->insert('item3', 2);
echo $pq->extract(); // 输出 'item1'（优先级最高）

消息队列扩展

对于分布式系统，可以使用Redis或RabbitMQ等消息队列服务。PHP通过扩展如php-amqplib实现。

// RabbitMQ示例
$connection = new AMQPStreamConnection('localhost', 5672, 'guest', 'guest');
$channel = $connection->channel();
$channel->queue_declare('hello', false, false, false, false);
$channel->basic_publish(new AMQPMessage('Hello World!'), '', 'hello');