java线程之多个生产者消费者2.0

上一节中，通过while和notifyAll解决了多个生产者，消费者对共享资源的访问问题，现在开始升级

但是，仍然有改进之处，主要体现在两点：

1）使用新版本1.5开始后的锁Lock解决，目的将其全部替换实现相同功能

2)由于notifyAll唤醒的是己方和对方线程，我们优化的是只唤醒对方进程

方案1，使用while和notifyAll，synchronized解决多线程访问

代码：

/*
ProducterConsumerDemo解决了只有两个线程共享资源的生产消费问题，主要利用标志位的互斥解决

本程序致力于解决多出现多个生产者，多个消费者的时候，依然能够达到生产一次，消费一次的功能
：
解决的方法就是：1)在被唤醒之后仍然进行条件判断，去检查要改的数字是否满足条件，如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。
当然，此时仍会出现问题，就是所以线程都等待，失去资格
                2)需要将notify()改成notifyAll()
*/

class  ProducterConsumerDemo2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Resources  r =new Resources();
        Productor  pro =new Productor(r);
        Consumer   con = new Consumer(r);

        Thread t1 =new Thread(pro);
        Thread t2 =new Thread(pro);//多个生产者
        Thread t3 =new Thread(con);
        Thread t4 =new Thread(con);//多个消费者
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

class Resources
{
    private String name;
    private int count =1;
    private boolean flag =false;

    public synchronized void set(String name)
    {  //1)循环判断
       while(flag)
           try{this.wait();}catch(Exception e){}
       this.name = name+"--"+count++;

       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
       flag =true;
       //2)唤醒所有进程
       this.notifyAll();

    }
    public synchronized void out()
    {
       //1)循环判断
       while(!flag)
           try{this.wait();}catch(Exception e){}

       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ....消费者...."+this.name);
       flag =false;
       //2)唤醒所有进程
       this.notifyAll();

    }
}

class Productor implements Runnable
{
    private Resources res;
    Productor(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
            res.set("++商品++");
        }
    }

}

class Consumer  implements Runnable
{
    private Resources res;
    Consumer(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
            res.out();
        }
    }

}

ProducterConsumerDemo2.java

方案2，解决改进1)的问题

升级版：
使用Lock来替换synchronized，wait,notify,nonifyAll语法和语句的使用
不需要同步，不需要notify

记得需要导包：

java.util.concurrent.locks

主要改动：

自定义锁   ---》 Condition对象 --》signallAll

condition.await()   === try{this.wait();}catch(Exception e){}

synchronized删除，异常抛出，使用finally解锁

 /*

 本程序致力于解决多出现多个生产者，多个消费者的时候，依然能够达到生产一次，消费一次的功能
 ：
 解决的方法就是：1)在被唤醒之后仍然进行条件判断，去检查要改的数字是否满足条件，如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。
 当然，此时仍会出现问题，就是所以线程都等待，失去资格
                 2)需要将notify()改成notifyAll()

 升级版：
 使用Lock来替换synchronized，wait,notify,nonifyAll语法和语句的使用
 不需要同步，不需要notify
 */
 import java.util.concurrent.locks.*;
 class  ProducterConsumerDemo3
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         Resources  r =new Resources();
         Productor  pro =new Productor(r);
         Consumer   con = new Consumer(r);

         Thread t1 =new Thread(pro);
         Thread t2 =new Thread(pro);//多个生产者
         Thread t3 =new Thread(con);
         Thread t4 =new Thread(con);//多个消费者
         t1.start();
         t2.start();
         t3.start();
         t4.start();
         System.out.println("Hello World!");
     }
 }

 class Resources
 {
     private String name;
     private int count =1;
     private boolean flag =false;
     private Lock lock = new ReentrantLock();

     private Condition condition = lock.newCondition();

     public  void set(String name) throws InterruptedException
     {
         lock.lock();
         try
         {
             //1)循环判断
            while(flag)
                //如果为真，放弃资格
                condition.await(); //会抛出异常
            this.name = name+"--"+count++;

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
            flag =true;
            //2)使用condition唤醒所有进程
            condition.signalAll(); //如果使用condition.signal()会出现相互等待状况，都失去资格
         }
         finally
         {
             lock.unlock();
         }

     }
     public  void out() throws InterruptedException
     {
         lock.lock();
         try
         {
            //1)循环判断
            while(!flag)
                condition.await();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ....消费者...."+this.name);
            flag =false;
            //2)使用condition唤醒所有进程
            condition.signalAll();
         }
         finally    //防止当前线程拿到锁后抛异常一直不释放锁
         {
             lock.unlock();
         }

     }
 }

 class Productor implements Runnable
 {
     private Resources res;
     Productor(Resources res){
         this.res =res;
     }
     public void run(){
         while(true){
             try
             {
                 res.set("++商品++"); //需要抛出异常
             }
             catch (InterruptedException e)
             {
             }

         }
     }

 }

 class Consumer  implements Runnable
 {
     private Resources res;
     Consumer(Resources res){
         this.res =res;
     }
     public void run(){
         while(true){
              try
             {
                 res.out(); //需要抛出异常
             }
             catch (InterruptedException e)
             {
             }

         }
     }

 }

此时实现功能和方案1功能一样

方案3，在方案2的基础上解决改进2)的问题

加强升级版：

此版本为最终版，主要在使用锁lock的基础上，加上唤醒对方（不包括己方)进程的优化

 /*

 本程序致力于解决多出现多个生产者，多个消费者的时候，依然能够达到生产一次，消费一次的功能
 ：
 解决的方法就是：1)在被唤醒之后仍然进行条件判断，去检查要改的数字是否满足条件，如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。
 当然，此时仍会出现问题，就是所以线程都等待，失去资格
                 2)需要将notify()改成notifyAll()

 升级版：
 使用Lock来替换synchronized，wait,notify,nonifyAll语法和语句的使用
 不需要同步，不需要notify
 ------------
 加强升级版：
 此版本为最终版，主要在使用锁lock的基础上，加上唤醒对方（不包括己方)进程的优化
 通过一个锁建立多个condition对象来解决

 流程：
 生产者拿到锁，执行，判断没有真，继续执行，生产完毕后唤醒消费者来消费    生产者唤醒消费者
 消费者拿到锁，执行，判断没有假，继续执行，消费完毕后唤醒生产者继续生产   消费者唤醒生产者

 */
 import java.util.concurrent.locks.*;
 class  ProducterConsumerDemo4
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         Resources  r =new Resources();
         Productor  pro =new Productor(r);
         Consumer   con = new Consumer(r);

         Thread t1 =new Thread(pro);
         Thread t2 =new Thread(pro);//多个生产者
         Thread t3 =new Thread(con);
         Thread t4 =new Thread(con);//多个消费者
         t1.start();
         t2.start();
         t3.start();
         t4.start();
         System.out.println("Hello World!");
     }
 }

 class Resources
 {
     private String name;
     private int count = 1;
     private boolean flag =false;
     private Lock lock = new ReentrantLock();

     private Condition condition_pro = lock.newCondition(); //使用lock建立生产者的condition对象
     private Condition condition_con = lock.newCondition(); //使用lock建立消费者的condition对象

     public  void set(String name) throws InterruptedException
     {
         lock.lock();
         try
         {
             //1)循环判断
            while(flag)
                //如果为真，放弃生产者的资格
                condition_pro.await(); //会抛出异常
            this.name = name+"--"+count++;

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
            flag =true;
            //2)使用消费condition唤醒进程
            condition_con.signal(); //生产者生产完毕后，唤醒消费者的进程（不再是signalAll)
         }
         finally
         {
             lock.unlock();
         }

     }
     public  void out() throws InterruptedException
     {
         lock.lock();
         try
         {
            //1)循环判断
            while(!flag)
                //如果为假，放弃消费者的资格
                condition_con.await();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ....消费者...."+this.name);
            flag =false;
            //2)使用生产者condition唤醒进程
            condition_pro.signal(); //消费者消费完毕后，唤醒生产者的进程
         }
         finally    //防止当前线程拿到锁后抛异常一直不释放锁
         {
             lock.unlock();
         }

     }
 }

 class Productor implements Runnable
 {
     private Resources res;
     Productor(Resources res){
         this.res =res;
     }
     public void run(){
         while(true){
             try
             {
                 res.set("++商品++"); //需要抛出异常
             }
             catch (InterruptedException e)
             {
             }

         }
     }

 }

 class Consumer  implements Runnable
 {
     private Resources res;
     Consumer(Resources res){
         this.res =res;
     }
     public void run(){
         while(true){
              try
             {
                 res.out(); //需要抛出异常
             }
             catch (InterruptedException e)
             {
             }

         }
     }

 }

图示：