【Java并发编程】：生产者—消费者模型

生产者消费者问题是线程模型中的经典问题：生产者和消费者在同一时间段内共用同一存储空间，生产者向空间里生产数据，而消费者取走数据。

这里实现如下情况的生产--消费模型：

生产者不断交替地生产两组数据“姓名--1 --> 内容--1”，“姓名--2--> 内容--2”，消费者不断交替地取得这两组数据，这里的“姓名--1”和“姓名--2”模拟为数据的名称，“内容--1 ”和“内容--2 ”模拟为数据的内容。

由于本程序中牵扯到线程运行的不确定性，因此可能会出现以下问题：

1、假设生产者线程刚向数据存储空间添加了数据的名称，还没有加入该信息的内容，程序就切换到了消费者线程，消费者线程将把信息的名称和上一个信息的内容联系在一起；

2、生产者生产了若干次数据，消费者才开始取数据，或者是，消费者取完一次数据后，还没等生产者放入新的数据，又重复取出了已取过的数据。

问题1很明显要靠同步来解决，问题2则需要线程间通信，生产者线程放入数据后，通知消费者线程取出数据，消费者线程取出数据后，通知生产者线程生产数据，这里用wait/notify机制来实现。

详细的实现代码如下：

1. class Info{ // 定义信息类
2. private String name = "name";//定义name属性，为了与下面set的name属性区别开
3. private String content = "content" ;// 定义content属性，为了与下面set的content属性区别开
4. private boolean flag = true ;   // 设置标志位,初始时先生产
5. public synchronized void set(String name,String content){
6. while(!flag){
7. try{
8. super.wait() ;
9. }catch(InterruptedException e){
10. e.printStackTrace() ;
11. }
12. }
13. this.setName(name) ;    // 设置名称
14. try{
15. Thread.sleep(300) ;
16. }catch(InterruptedException e){
17. e.printStackTrace() ;
18. }
19. this.setContent(content) ;  // 设置内容
20. flag  = false ; // 改变标志位，表示可以取走
21. super.notify();
22. }
23. public synchronized void get(){
24. while(flag){
25. try{
26. super.wait() ;
27. }catch(InterruptedException e){
28. e.printStackTrace() ;
29. }
30. }
31. try{
32. Thread.sleep(300) ;
33. }catch(InterruptedException e){
34. e.printStackTrace() ;
35. }
36. System.out.println(this.getName() +
37. " --> " + this.getContent()) ;
38. flag  = true ;  // 改变标志位，表示可以生产
39. super.notify();
40. }
41. public void setName(String name){
42. this.name = name ;
43. }
44. public void setContent(String content){
45. this.content = content ;
46. }
47. public String getName(){
48. return this.name ;
49. }
50. public String getContent(){
51. return this.content ;
52. }
53. }
54. class Producer implements Runnable{ // 通过Runnable实现多线程
55. private Info info = null ;      // 保存Info引用
56. public Producer(Info info){
57. this.info = info ;
58. }
59. public void run(){
60. boolean flag = true ;   // 定义标记位
61. for(int i=0;i<10;i++){
62. if(flag){
63. this.info.set("姓名--1","内容--1") ;    // 设置名称
64. flag = false ;
65. }else{
66. this.info.set("姓名--2","内容--2") ;    // 设置名称
67. flag = true ;
68. }
69. }
70. }
71. }
72. class Consumer implements Runnable{
73. private Info info = null ;
74. public Consumer(Info info){
75. this.info = info ;
76. }
77. public void run(){
78. for(int i=0;i<10;i++){
79. this.info.get() ;
80. }
81. }
82. }
83. public class ThreadCaseDemo03{
84. public static void main(String args[]){
85. Info info = new Info(); // 实例化Info对象
86. Producer pro = new Producer(info) ; // 生产者
87. Consumer con = new Consumer(info) ; // 消费者
88. new Thread(pro).start() ;
89. //启动了生产者线程后，再启动消费者线程
90. try{
91. Thread.sleep(500) ;
92. }catch(InterruptedException e){
93. e.printStackTrace() ;
94. }
95. new Thread(con).start() ;
96. }
97. }

执行结果如下：

另外，在run方法中，二者循环的次数要相同，否则，当一方的循环结束时，另一方的循环依然继续，它会阻塞在wait（）方法处，而等不到对方的notify通知。