Java Deque: cách dùng thực tế trong backend

Bài này tóm tắt cách dùng Deque trong Java theo góc nhìn backend: dùng gì, khi nào dùng, và tránh lỗi gì khi có concurrent requests.

1) Deque là gì?

Deque là viết tắt của double-ended queue, cho phép thêm/xóa ở cả hai đầu.

Nó hỗ trợ hai kiểu dùng chính:

• Queue (FIFO): vào trước ra trước
• Stack (LIFO): vào sau ra trước

Interface:

Deque<E>

Implementations thường dùng:

• ArrayDeque (khuyên dùng mặc định)
• LinkedList (ít khi là lựa chọn tối ưu cho hot path)

2) Dùng Deque như Queue (FIFO)

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class FifoExample {
  public static void main(String[] args) {
    Deque<String> q = new ArrayDeque<>();

    q.offerLast("task-1");
    q.offerLast("task-2");
    q.offerLast("task-3");

    System.out.println(q.pollFirst()); // task-1
    System.out.println(q.pollFirst()); // task-2
    System.out.println(q.pollFirst()); // task-3
  }
}

Pattern này phù hợp cho các hàng đợi in-memory đơn giản.

3) Dùng Deque như Stack (LIFO)

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class LifoExample {
  public static void main(String[] args) {
    Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();

    stack.push("A");
    stack.push("B");
    stack.push("C");

    System.out.println(stack.pop()); // C
    System.out.println(stack.pop()); // B
    System.out.println(stack.pop()); // A
  }
}

Nếu bạn đang dùng Stack, có thể chuyển sang Deque cho sạch và hiện đại hơn.

4) API cần nhớ nhanh

• Thêm đầu: offerFirst, addFirst
• Thêm cuối: offerLast, addLast
• Lấy/xóa đầu: pollFirst, removeFirst
• Lấy/xóa cuối: pollLast, removeLast
• Peek đầu/cuối: peekFirst, peekLast

Quy ước quan trọng:

• poll/peek trả null khi rỗng
• remove/get ném exception khi rỗng

Trong backend, poll/peek thường an toàn hơn để tránh exception không cần thiết.

5) Ví dụ thực tế: sliding window bằng Deque

Một bài toán phổ biến là max trong cửa sổ trượt kích thước k.

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class SlidingWindowMax {
  public int[] maxWindow(int[] nums, int k) {
    if (nums == null || nums.length == 0 || k <= 0) return new int[0];

    Deque<Integer> dq = new ArrayDeque<>(); // lưu index
    int[] out = new int[nums.length - k + 1];
    int oi = 0;

    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
      while (!dq.isEmpty() && dq.peekFirst() <= i - k) {
        dq.pollFirst();
      }

      while (!dq.isEmpty() && nums[dq.peekLast()] <= nums[i]) {
        dq.pollLast();
      }

      dq.offerLast(i);

      if (i >= k - 1) {
        out[oi++] = nums[dq.peekFirst()];
      }
    }

    return out;
  }
}

Pattern này xuất hiện nhiều trong analytics và stream processing.

6) Concurrency: điểm cần tránh

ArrayDeque và LinkedList không thread-safe.

Nếu nhiều thread cùng đọc/ghi:

• dùng ConcurrentLinkedDeque cho non-blocking access, hoặc
• đồng bộ bên ngoài bằng lock, hoặc
• chuyển qua queue chuyên dụng (BlockingQueue) nếu cần producer-consumer rõ ràng

Đừng chia sẻ ArrayDeque trực tiếp giữa nhiều thread nếu không có cơ chế bảo vệ.

7) Kết luận

Deque là một cấu trúc dữ liệu nhỏ nhưng rất hữu ích trong backend Java.

Nếu cần một lựa chọn mặc định:

• bắt đầu với ArrayDeque
• dùng poll/offer/peek để code ổn định hơn
• tách rõ bài toán FIFO hay LIFO
• kiểm tra concurrency trước khi đưa vào môi trường đa luồng

Phần quan trọng khi vào production là bạn chọn đúng implementation và đúng policy concurrency.