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Java线程:并发协作-生产者消费者模型
阅读量:7087 次
发布时间:2019-06-28

本文共 3721 字,大约阅读时间需要 12 分钟。

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对于多线程程序来说,不管任何编程语言,生产者和消费者模型都是最经典的。就像学习每一门编程语言一样,Hello World!都是最经典的例子。

  实际上,准确说应该是“生产者-消费者-仓储”模型,离开了仓储,生产者消费者模型就显得没有说服力了。

  对于此模型,应该明确一下几点:

  1、生产者仅仅在仓储未满时候生产,仓满则停止生产。

  2、消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费,仓空则等待。

  3、当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。

  4、生产者在生产出可消费产品时候,应该通知等待的消费者去消费。

  此模型将要结合java.lang.Object的wait与notify、notifyAll方法来实现以上的需求。这是非常重要的。

   /**     * Java线程:并发协作-生产者消费者模型     */   public class Test {     public static void main(String[] args) {       Godown godown = new Godown(30);       Consumer c1 = new Consumer(50, godown);       Consumer c2 = new Consumer(20, godown);       Consumer c3 = new Consumer(30, godown);       Producer p1 = new Producer(10, godown);       Producer p2 = new Producer(10, godown);       Producer p3 = new Producer(10, godown);       Producer p4 = new Producer(10, godown);       Producer p5 = new Producer(10, godown);       Producer p6 = new Producer(10, godown);       Producer p7 = new Producer(80, godown);       c1.start();       c2.start();       c3.start();       p1.start();       p2.start();       p3.start();       p4.start();       p5.start();       p6.start();       p7.start();     }   }   /**     * 仓库     */   class Godown {     public static final int max_size = 100; //最大库存量     public int curnum; //当前库存量     Godown() {     }     Godown(int curnum) {       this.curnum = curnum;     }       /**      * 生产指定数量的产品      * @param neednum 要生成的产品数量     */     public synchronized void produce(int neednum) {       //测试是否需要生产       while (neednum + curnum > max_size) {         System.out.println("要生产的产品数量" + neednum + "超过剩余库存量" + (max_size - curnum) + ",暂时不能执行生产任务!");         try {           //当前的生产线程等待           wait();         } catch (InterruptedException e) {           e.printStackTrace();         }       }       //满足生产条件,则进行生产,这里简单的更改当前库存量       curnum += neednum;       System.out.println("已经生产了" + neednum + "个产品,现仓储量为" + curnum);       //唤醒在此对象监视器上等待的所有线程       notifyAll();     }       /**      * 消费指定数量的产品      * @param neednum 要消费的产品数量     */     public synchronized void consume(int neednum) {       //测试是否可消费       while (curnum < neednum) {         try {           //当前的生产线程等待           wait();         } catch (InterruptedException e) {           e.printStackTrace();         }       }       //满足消费条件,则进行消费,这里简单的更改当前库存量       curnum -= neednum;       System.out.println("已经消费了" + neednum + "个产品,现仓储量为" + curnum);       //唤醒在此对象监视器上等待的所有线程       notifyAll();     }   }   /**    * 生产者    */   class Producer extends Thread {     private int neednum; //生产产品的数量     private Godown godown; //仓库     Producer(int neednum, Godown godown) {       this.neednum = neednum;       this.godown = godown;     }     public void run() {       //生产指定数量的产品       godown.produce(neednum);     }   }   /**    * 消费者    */   class Consumer extends Thread {     private int neednum; //生产产品的数量     private Godown godown; //仓库     Consumer(int neednum, Godown godown) {       this.neednum = neednum;       this.godown = godown;     }     public void run() {       //消费指定数量的产品       godown.consume(neednum);     }   }

 

 已经生产了10个产品,现仓储量为40   已经生产了10个产品,现仓储量为50   已经消费了50个产品,现仓储量为0   已经生产了80个产品,现仓储量为80   已经消费了30个产品,现仓储量为50   已经生产了10个产品,现仓储量为60   已经消费了20个产品,现仓储量为40   已经生产了10个产品,现仓储量为50   已经生产了10个产品,现仓储量为60   已经生产了10个产品,现仓储量为70   Process finished with exit code 0

 

  说明:

  对于本例,要说明的是当发现不能满足生产或者消费条件的时候,调用对象的wait方法,wait方法的作用是释放当前线程的所获得的锁,并调用对象的notifyAll() 方法,通知(唤醒)该对象上其他等待线程,使得其继续执行。这样,整个生产者、消费者线程得以正确的协作执行。

  notifyAll() 方法,起到的是一个通知作用,不释放锁,也不获取锁。只是告诉该对象上等待的线程“可以竞争执行了,都醒来去执行吧”。

  本例仅仅是生产者消费者模型中最简单的一种表示,本例中,如果消费者消费的仓储量达不到满足,而又没有生产者,则程序会一直处于等待状态,这当然是不对的。实际上可以将此例进行修改,修改为,根据消费驱动生产,同时生产兼顾仓库,如果仓不满就生产,并对每次最大消费量做个限制,这样就不存在此问题了,当然这样的例子更复杂,更难以说明这样一个简单模型。

 

转载于:https://my.oschina.net/adairs/blog/634555

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