生产者与消费者（二）---await与 signal

前面阐述了实现生产者与消费者问题的一种方式：wait() / notify()方法，本文继续阐述多线程的经典问题---生产者与消费者的第二种方式：await() / signal()方法。

await() / signal()方法

在JDK5.0之后，Java提供了更加健壮的线程处理机制，包括同步、锁定、线程池等，它们可以实现更细粒度的线程控制。await()和signal()就是其中用来做同步的两种方法，它们的功能基本上和wait() / nofity()相同，完全可以取代它们，但是它们和新引入的锁定机制Lock直接挂钩，具有更大的灵活性。通过在Lock对象上调用newCondition()方法，将条件变量和一个锁对象进行绑定，进而控制并发程序访问竞争资源的安全。

缓冲区（仓库）：

import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Storage {
    // 仓库最大存储量
    private final int MAX_SIZE = 100;  

    // 仓库存储的载体
    private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();  

    // 锁
    private final Lock lock = new ReentrantLock();  

    // 仓库满的条件变量
    private final Condition full = lock.newCondition();  

    // 仓库空的条件变量
    private final Condition empty = lock.newCondition();  

    // 生产num个产品
    public void produce(int num){
        // 获得锁
        lock.lock();  

        // 如果仓库剩余容量不足
        while (list.size() + num > MAX_SIZE){
            System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "【库存量】:" + list.size()+ "暂时不能执行生产任务!");
            try{
                // 由于条件不满足，生产阻塞
                full.await();
            }
            catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }  

        // 生产条件满足情况下，生产num个产品
        for (int i = 1; i <= num; ++i){
            list.add(new Object());
        }  

        System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());  

        // 唤醒其他所有线程
        full.signalAll();
        empty.signalAll();  

        // 释放锁
        lock.unlock();
    }  

    // 消费num个产品
    public void consume(int num)
    {
        // 获得锁
        lock.lock();  

        // 如果仓库存储量不足
        while (list.size() < num){
            System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "【库存量】:" + list.size()+ "暂时不能执行生产任务!");
            try{
                // 由于条件不满足，消费阻塞
                empty.await();
            }
            catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }  

        // 消费条件满足情况下，消费num个产品
        for (int i = 1; i <= num; ++i){
            list.remove();
        }  

        System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "【现仓储量为】:" + list.size());  

        // 唤醒其他所有线程
        full.signalAll();
        empty.signalAll();  

        // 释放锁
        lock.unlock();
    }  

    // set/get方法
    public int getMAX_SIZE()
    {
        return MAX_SIZE;
    }  

    public LinkedList<Object> getList()
    {
        return list;
    }  

    public void setList(LinkedList<Object> list)
    {
        this.list = list;
    }
}

生产者：

public class Producer extends Thread {
     // 每次生产的产品数量
    private int num;  

    // 所在放置的仓库
    private Storage storage;  

    // 构造函数，设置仓库
    public Producer(Storage storage){
        this.storage = storage;
    }  

    // 线程run函数
    public void run(){
        produce(num);
    }  

    // 调用仓库Storage的生产函数
    public void produce(int num){
        storage.produce(num);
    }  

    // get/set方法
    public int getNum()
    {
        return num;
    }  

    public void setNum(int num)
    {
        this.num = num;
    }  

    public Storage getStorage()
    {
        return storage;
    }  

    public void setStorage(Storage storage)
    {
        this.storage = storage;
    }  

}

消费者：

public class Consumer extends Thread {
    // 每次消费的产品数量
    private int num;  

    // 所在放置的仓库
    private Storage storage;  

    // 构造函数，设置仓库
    public Consumer(Storage storage){
        this.storage = storage;
    }  

    // 线程run函数
    public void run(){
        consume(num);
    }  

    // 调用仓库Storage的生产函数
    public void consume(int num){
        storage.consume(num);
    }  

    // get/set方法
    public int getNum()
    {
        return num;
    }  

    public void setNum(int num)
    {
        this.num = num;
    }  

    public Storage getStorage()
    {
        return storage;
    }  

    public void setStorage(Storage storage)
    {
        this.storage = storage;
    }
}

测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 仓库对象
        Storage storage = new Storage();  

        // 生产者对象
        Producer p1 = new Producer(storage);
        Producer p2 = new Producer(storage);
        Producer p3 = new Producer(storage);
        Producer p4 = new Producer(storage);
        Producer p5 = new Producer(storage);
        Producer p6 = new Producer(storage);
        Producer p7 = new Producer(storage);  

        // 消费者对象
        Consumer c1 = new Consumer(storage);
        Consumer c2 = new Consumer(storage);
        Consumer c3 = new Consumer(storage);  

        // 设置生产者产品生产数量
        p1.setNum(10);
        p2.setNum(10);
        p3.setNum(10);
        p4.setNum(10);
        p5.setNum(10);
        p6.setNum(10);
        p7.setNum(80);  

        // 设置消费者产品消费数量
        c1.setNum(50);
        c2.setNum(20);
        c3.setNum(30);  

        // 线程开始执行
        c1.start();
        c2.start();
        c3.start();
        p1.start();
        p2.start();
        p3.start();
        p4.start();
        p5.start();
        p6.start();
        p7.start();
    }
}