Java中栈的多种实现类详解：Stack、LinkedList与ArrayDeque全方位对比
前言一、Stack类——Java最早的栈实现1.1 Stack类简介1.2 常用方法1.3 优缺点分析
二、LinkedList类——灵活的双端链表2.1 LinkedList类简介2.2 常用方法2.3 优缺点分析
三、ArrayDeque类——高性能的现代选择3.1 ArrayDeque类简介3.2 常用方法3.3 优缺点分析
四、三者方法对比五、代码实现5.1 Stack实现5.2 LinkedList实现5.3 ArrayDeque实现
六、线程安全与高并发场景下的栈实现6.1 Stack的线程安全6.2 ArrayDeque/LinkedList的线程安全处理6.3 高并发场景下的栈实现
七、总结与最佳实践参考资料
前言
在日常开发和算法题中，栈（Stack）是一种非常常用的数据结构，它遵循“后进先出（LIFO）”的原则，常用于括号匹配、表达式求值、递归模拟等场景。那么在Java中，我们该如何选择合适的栈实现类？本文我将详细分析Java中三种常见的栈实现方式：Stack、LinkedList、ArrayDeque，并通过原理对比它们的优缺点，最后探讨在多线程/高并发场景下的栈实现方案。
一、Stack类——Java最早的栈实现
1.1 Stack类简介
Stack类是Java 1.0就引入的栈实现，位于java.util包下。它继承自Vector，本质上是一个线程安全的动态数组。
1.2 常用方法
Stack
stack.push(1); // 入栈
stack.push(2);
int top = stack.pop(); // 出栈，返回2
int peek = stack.peek(); // 查看栈顶元素，不移除
boolean empty = stack.empty(); // 判断栈是否为空
int pos = stack.search(1); // 查找元素，返回距离栈顶的偏移量
1.3 优缺点分析
优点：
直接实现了栈的常用操作，API简单易用。线程安全，所有方法都加了synchronized。
缺点：
继承自Vector，设计上有历史包袱，方法和结构不够现代化。线程安全带来的同步开销，单线程下性能较差。Java官方已不推荐新代码使用，属于遗留类（legacy class）。
二、LinkedList类——灵活的双端链表
2.1 LinkedList类简介
LinkedList实现了Deque接口，可以作为栈、队列、双端队列使用。底层是双向链表结构。
2.2 常用方法
LinkedList
stack.push(1); // 入栈
stack.push(2);
int top = stack.pop(); // 出栈，返回2
int peek = stack.peek(); // 查看栈顶元素，不移除
boolean empty = stack.isEmpty(); // 判断栈是否为空
注意：LinkedList的push/pop/peek方法其实是Deque接口的方法，等价于addFirst/removeFirst/getFirst。
2.3 优缺点分析
优点：
实现了Deque接口，方法丰富，既能做栈也能做队列。插入和删除操作效率高（O(1)），适合频繁增删。灵活性高，支持双端操作。
缺点：
不是线程安全的。每个节点有额外的指针开销，内存占用比数组大。访问元素时需要遍历链表，随机访问性能差。
三、ArrayDeque类——高性能的现代选择
3.1 ArrayDeque类简介
ArrayDeque同样实现了Deque接口，底层用循环数组实现。它是Java官方推荐的栈/队列实现。
3.2 常用方法
ArrayDeque
stack.push(1); // 入栈
stack.push(2);
int top = stack.pop(); // 出栈，返回2
int peek = stack.peek(); // 查看栈顶元素，不移除
boolean empty = stack.isEmpty(); // 判断栈是否为空
注意：ArrayDeque不能存储null元素，否则会抛出NullPointerException。
3.3 优缺点分析
优点：
实现了Deque接口，方法丰富，既能做栈也能做队列。基于数组，内存利用率高，局部性好，性能优于LinkedList。没有同步开销，单线程下性能最好。支持栈和队列操作，灵活性高。
缺点：
不是线程安全的。数组需要扩容时有一定的性能开销。不能存储null元素。
四、三者方法对比
方法/类StackLinkedListArrayDequepush(E e)有有有pop()有有有peek()有有有empty()/isEmpty()有有有search(Object o)有无无线程安全是否否支持null元素是是否随机访问支持不支持不支持性能较低一般最优
五、代码实现
5.1 Stack实现
Stack
stack.push(10);
stack.push(20);
System.out.println(stack.pop()); // 20
System.out.println(stack.peek()); // 10
System.out.println(stack.empty()); // false
5.2 LinkedList实现
LinkedList
stack.push(10);
stack.push(20);
System.out.println(stack.pop()); // 20
System.out.println(stack.peek()); // 10
System.out.println(stack.isEmpty()); // false
5.3 ArrayDeque实现
ArrayDeque
stack.push(10);
stack.push(20);
System.out.println(stack.pop()); // 20
System.out.println(stack.peek()); // 10
System.out.println(stack.isEmpty()); // false
六、线程安全与高并发场景下的栈实现
6.1 Stack的线程安全
Stack类的所有方法都加了synchronized，天然线程安全。但由于同步粒度较粗，性能较低，不适合高并发场景。
6.2 ArrayDeque/LinkedList的线程安全处理
这两者本身不是线程安全的，如果在多线程环境下使用，可以通过Collections.synchronizedDeque进行包装：
Deque
safeStack.push(1);
safeStack.push(2);
System.out.println(safeStack.pop());
6.3 高并发场景下的栈实现
如果你需要在高并发场景下使用栈，推荐使用并发包下的实现：
ConcurrentLinkedDeque：高并发下的无界线程安全双端队列，可以作为栈使用。
Deque
concurrentStack.push(1);
concurrentStack.push(2);
System.out.println(concurrentStack.pop());
BlockingDeque：支持阻塞操作的双端队列，适合生产者-消费者场景。
BlockingDeque
blockingStack.push(1);
blockingStack.push(2);
System.out.println(blockingStack.pop());
七、总结与最佳实践
单线程场景：优先推荐ArrayDeque，性能最好，API丰富。需要线程安全：用Collections.synchronizedDeque(new ArrayDeque<>())或ConcurrentLinkedDeque。老代码维护：Stack可以用，但不推荐新项目使用。特殊需求：如需要阻塞、限界等功能，选择BlockingDeque相关实现。
参考资料
Java官方文档 - StackJava官方文档 - ArrayDequeJava官方文档 - LinkedList
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