java中生产者消费者问题和代码案例
作者:yuuunfryan 发布时间:2023-11-24 04:09:07
标签:java,生产者,消费者
应用场景
假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将仓库中产品取走消费
如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,直到仓库中的产品被消费者取走为止
如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,直到仓库中再次放入产品为止
分析
这是一个线程同步问题,生产者和消费者共享同一个资源,并且生产者和消费者之间相互依赖,互为条件。
对于生产者,没有生产产品之前,要通知消费者等待,而生产了产品之后,又需要马上通知消费者消费
对于消费者,在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生产新的产品以供消费
在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的
synchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步
synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)
Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
方法名 | 作用 |
---|---|
wait() | 表示线程一直等待,直到其他线程通知,与sleep不同,wait()会释放锁 |
wait(long timeout) | 指定等待的毫秒数 |
notify() | 唤醒一个处于等待状态的线程 |
notifyAll() | 唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先调度 |
注意:均是Object类的方法,都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常
解决方法
管程法
生产者:负责生产数据的模块(可能是方法、对象、线程、进程)
消费者:负责处理数据的模块(可能是方法、对象、线程、进程)
缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个“缓冲区”
生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区拿出数据
代码案例
//使用缓冲区解决生产者消费者模型
public class TestPC {
public static void main(String[] args) {
SynContainer container = new SynContainer();
new Producer(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
class Producer extends Thread{
SynContainer synContainer;
public Producer(SynContainer synContainer){
this.synContainer = synContainer;
}
// 生产
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
synContainer.push(new Chicken(i));
System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
}
}
}
class Consumer extends Thread{
SynContainer synContainer;
public Consumer(SynContainer synContainer){
this.synContainer = synContainer;
}
// 消费
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("消费了-->"+synContainer.pop().id+"只鸡");
}
}
}
//产品
class Chicken{
int id;
public Chicken(int id) {
this.id = id;
}
}
//缓冲区
class SynContainer{
Chicken[] chickens = new Chicken[10];
int count = 0;
//生产者放入产品
public synchronized void push(Chicken chicken){
//如果容器满了就要等到消费者消费
if (count==chickens.length){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//通知消费者消费,自身进入等待
}
//没有满的话则生产
chickens[count] = chicken;
count++;
//通知消费者消费
this.notifyAll();
}
//生产者消费产品
public synchronized Chicken pop(){
if (count==0){
//等待生产者生产
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count--;
Chicken chicken = chickens[count];
//消费了,可以通知生产者继续生产
this.notifyAll();
return chicken;
}
}
信号灯法
通过标志位 true 或者 false 来进行判断
代码案例
//信号灯法测试生产者消费者模型 即标志位
public class TestPC2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Audiance(tv).start();
}
}
//生产者-->演员
class Player extends Thread {
TV tv;
public Player(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if (i%2==0){
this.tv.play("天天向上");
}else {
this.tv.play("抖音广告");
}
}
}
}
//消费者-->观众
class Audiance extends Thread{
TV tv;
public Audiance(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
tv.watch();
}
}
}
//产品-->节目
class TV{
//演员表演 观众等待 T
//观众观看 演员等待 F
String show;//表演的节目
boolean flag = true;
//表演
public synchronized void play(String show){
if (!flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("演员表演了:"+show);
//通知观众
this.notifyAll();
this.show = show;
this.flag = !this.flag;
}
//观看
public synchronized void watch(){
if (flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观看了"+show);
//通知演员表演
this.notifyAll();
this.flag = !this.flag;
}
}
来源:https://blog.csdn.net/weixin_45770902/article/details/122813977
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