Java并发编程(4)--生产者与消费者模式介绍
一、前言
这种模式在生活是最常见的,那么它的场景是什么样的呢? 下面是我假象的,假设有一个仓库,仓库有一个生产者和一个消费者,消费者过来消费的时候会检测仓库中是否有库存,如果没有了则等待生产,如果有就先消费直至消费完成;而生产者每天的工作就是先检测仓库是否有库存,如果没有就开始生产,满仓了就停止生产等待消费,直至工作结束。下图是根据假象画的流程图:

那么在程序中怎么才能达到这样的效果呢?下面介绍三种方式实现。
二、使用notify() 和 wait()实现
相信大家这两个方法都不陌生,它是Object类中的两个方法,具体请看源码中的解释。提醒一点就是使用notify()和wait()方法时必须拥有对象锁。
根据上面假象我这定义一下明确场景:仓库库存有个最大值,如果仓库库存已经达到最大值那么就停止生产,小于就需要生产; 如果库存等于0则需要等待生产停止消费。另外生产者有个生产目标,当它生产了目标数后就结束生产;消费者也是,当消费一定的数据后就结束消费,否则等待消费。
见下面代码:
package com.yuanfy.jmm.threads;
import com.yuanfy.util.SleepUtils;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Factory {
// 当前库存大小
private int size;
// 库存容量(最大库存值)
private int capacity;
public Factory(int capacity) {
this.capacity = capacity;
}
public synchronized void produce(int num) {
try {
System.out.println("+++++生产者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】, 他的任务是生产" + num + "件产品.");
// 当生产完成就停止
while (num > 0) {
// 如果当前库存大小大于或等于库存容量值了,则停止生产等待消费。
if (size >= capacity) {
System.out.println("+++++" + Thread.currentThread().getName() +
"检测库存已满,停止生产等待消费...");
// 等待消费
wait();
System.out.println("+++++" + Thread.currentThread().getName() + "开始生产...");
}
// 否则继续生产
int inc = (num + size) > capacity ? (capacity - size) : num;
num -= inc;
size += inc;
SleepUtils.second(1);
System.out.println("+++++" + Thread.currentThread().getName() + " 生产了" + inc + "件,当前库存有" + size + "件.");
// 生产后唤醒消费者
notify();
}
System.out.println("+++++生产者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】 生产结束.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public synchronized void consume(int num) {
try {
System.out.println("-----消费者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】, 他需要消费" + num + "件产品.");
// 当消费完成则停止
while (num > 0) {
// 如果当前库存大小小于等于0,则停止消费等待生产。
if (size <= 0) {
System.out.println("-----" + Thread.currentThread().getName() + " 检测库存已空,停止消费等待生产...");
// 等待生产
wait();
System.out.println("-----" + Thread.currentThread().getName() + " 开始消费...");
}
// 否则继续消费
int dec = (size - num) > 0 ? num : size;
num -= dec;
size -= dec;
SleepUtils.second(1);
System.out.println("-----" + Thread.currentThread().getName() + " 消费了" + dec + "件,当前有" + size + "件.");
// 消费后唤醒生产者继续生产
notify();
}
System.out.println("-----消费者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】 消费结束.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
上面是工厂(仓库)类,主要包含两个任务一个是生产一个是消费,接下来创建两个线程去调用它,如下:
package com.yuanfy.jmm.threads; /**
* 生产线程
*/
class Produce {
private Factory factory; public Produce(Factory factory) {
this.factory = factory;
} public void produce(String name, final int num) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
factory.produce(num);
}
}, name).start();
}
}
/**
* 消费线程
*/
class Consume {
private Factory factory; public Consume(Factory factory) {
this.factory = factory;
} public void consume(String name, final int num) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
factory.consume(num);
}
}, name).start();
}
} public class ProduceConsumeDemo { public static void main(String[] args) {
Factory f = new Factory(500); Consume consume = new Consume(f);
consume.consume("消费线程",600); Produce produce = new Produce(f);
produce.produce("生产线程",800);
}
}
注意上方,消费线程和生产线程都是拥有同一个工厂对象,然后进行生产和消费模式。那么我们直接运行,结果如下:

三、使用锁中的Condition对象进行控制
这种方式估计用的比较少,因为使用Condition必须先使用锁Lock。这里我只介绍怎么用Condition对象进行控制实现生产者与消费者模式的实现。
其实它跟上面那种方法有点类似,Condition对象中await()方法表示等待,signal()方法表示唤醒(看了AQS源码的应该都知道有这个对象且了解过这两个方法)。下面看下具体怎么实现:
public class Factory {
// 当前大小
private int size;
// 总容量
private int capacity;
private Lock lock;
// 已满的条件
private Condition fullCondition;
// 已空的条件
private Condition emptyCondition;
public Factory(int capacity) {
this.capacity = capacity;
lock = new ReentrantLock();
fullCondition = lock.newCondition();
emptyCondition = lock.newCondition();
}
public void produce(int no) {
lock.lock();
try {
while (no > 0) {
while (size >= capacity) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 报告仓库已满,等待快递员取件...");
fullCondition.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 报告开始进货...");
}
int inc = (no + size) > capacity ? (capacity - size) : no;
no -= inc;
size += inc;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" 报告进货了: " + inc + "件, 当前库存数: " + size);
emptyCondition.signal();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void consume(int no) {
lock.lock();
try {
while (no > 0) {
while (size <= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 报告仓库已空,等待仓库管理员进货");
emptyCondition.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 报告开始取件...");
}
int dec = (size - no) > 0 ? no : size;
no -= dec;
size -= dec;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" 报告取件: " + dec + ", 当前库存数: " + size);
fullCondition.signal();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
看了上面工厂类的代码后是不是跟使用Object中wait()和notify()方法类似呢。 主要区别就是拥有对象的方式不一样,这里使用的lock进行且需要手动释放,而第一种是需要Synchronized进行控制。
四、使用阻塞队列进行实现
这个就很简单了,它已经封装好等待和唤醒的操作,所以不进行案例分享了。其中涉及到两个重要方法put() 和 take
Java并发编程(4)--生产者与消费者模式介绍的更多相关文章
- JAVA并发实现五(生产者和消费者模式wait和notify方式实现)
package com.subject01; import java.util.PriorityQueue; /** * 通过wait和notify 实现 * 生产者-消费者模型:当队列满时,生产者需 ...
- JAVA并发实现五(生产者和消费者模式Condition方式实现)
package com.subject01; import java.util.PriorityQueue; import java.util.concurrent.locks.Condition; ...
- Java多线程设计模式(2)生产者与消费者模式
1 Producer-Consumer Pattern Producer-Consumer Pattern主要就是在生产者与消费者之间建立一个“桥梁参与者”,用来解决生产者线程与消费者线程之间速度的不 ...
- JUC 并发编程--02,生产者和消费者 synchronized的写法 , juc的写法. Condition的用法
synchronized的写法 class PCdemo{ public static void main(String[] args) { //多个线程操作同一资源 Data data = new ...
- Java并发编程:Thread类的使用介绍
在学习Thread类之前,先介绍与线程相关知识:线程的几种状态.上下文切换,然后接着介绍Thread类中的方法的具体使用. 以下是本文的目录大纲: 一.线程的状态 二.上下文切换 三.Thread类中 ...
- 【Java并发编程】并发编程大合集-值得收藏
http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/17539599这个博主的关于java并发编程系列很不错,值得收藏. 为了方便各位网友学习以及方便自己复习之用 ...
- 【Java并发编程】并发编程大合集
转载自:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/17539599 为了方便各位网友学习以及方便自己复习之用,将Java并发编程系列内容系列内容按照由浅 ...
- 《Java并发编程实战》学习笔记 线程安全、共享对象和组合对象
Java Concurrency in Practice,一本完美的Java并发参考手册. 查看豆瓣读书 推荐:InfoQ迷你书<Java并发编程的艺术> 第一章 介绍 线程的优势:充分利 ...
- Java 并发编程 生产者消费者模式
本文部分摘自<Java 并发编程的艺术> 模式概述 在线程的世界里,生产者就是生产数据的线程,消费者就是消费数据的数据.生产者和消费者彼此之间不直接通信,而是通过阻塞队列进行通信,所以生产 ...
随机推荐
- HDU3829_Cat VS Dog
题目是这样的,给定一些人喜欢某只猫或者狗,讨厌某只猫或者狗.求最多能够同时满足多少人的愿望? 题目很有意思.建模后就很简单了. 对于同一只猫或者狗,如果有一个讨厌,另一个人喜欢,那么这两个连一条边.最 ...
- iOS 一些常见问题
1.屏幕横屏时 xib上拖拉的控件不会跟着横过来: 是因为在主文件面里的 main interface 方框里的main 没有删除: 2.运行出现你没有权限 : 清理一下: 3.将对象转成字符串: / ...
- P4101 [HEOI2014]人人尽说江南好
题目描述 小 Z 是一个不折不扣的 ZRP(Zealot Round-game Player,回合制游戏狂热玩家),最近他 想起了小时候在江南玩过的一个游戏. 在过去,人们是要边玩游戏边填词的,比如这 ...
- Paint Chain HDU - 3980(sg)
因为题中是个环, 所以我们可以首先拿出一组m 如果n<m 先手必输 否则的话跑sg函数 n = n-m #include <iostream> #include <cstdio ...
- 【BZOJ4991】我也不知道题目名字是什么(线段树)
[BZOJ4991]我也不知道题目名字是什么(线段树) 题面 BZOJ 题解 对于线段树维护的区间维护以下东西: 区间左(右)端开始(结束)的最长(短)子串的长度 左端右端的值,以及当前区间内的答案 ...
- Java EE之JSTL(下)
3.使用国际化和格式化标签库(FMT命名空间) 如果你希望创建部署在Web上,并面向庞大的国际化用户的企业级Java应用程序,那么你最终需要为世界的特定区域进行应用程序本地化.这将通过国际化实现(通常 ...
- 解题:Poetize6 IncDec Sequence
题面 差分原数列得到差分数组$dif$,这样对于$dif[2]->dif[n]$会多出来两个“空位置”$1$和$n+1$.然后区间加减就变成了使一个位置$+1$,另一个位置$-1$(可以对“空位 ...
- Linux服务器修改文件句柄数和用户最大进程数限制
1.临时修改的方法:ulimit -HSn 102400此方法当前会话有效 2.永久修改方法(修改单个进程打开的最大句柄数)修改vi /etc/security/limits.conf,在后面添加一下 ...
- Chapter 3(线性表)
1.单链表 //单链表代码,手打纯手工 //***********************************link.h*********************************** # ...
- 安装mysql-5.6版本步骤与卸载
官网下载完解压后: 1.环境变量配置Path D:\mysql-5.6.40-winx64\bin(你的mySql5.6的路径到bin)2.找到D:\mysql-5.6.40-winx64文件中的 ...