Java线程:并发协作-生产者消费者模型

    技术2022-05-19  25

    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。 package com.hmk; public class TestThread {  /**   * @param args   */  public static void main(String[] args) {   Godown godown = new Godown(30);   //创建生产者线程         Consumer c1 = new Consumer(50, godown);         Consumer c2 = new Consumer(20, godown);         Consumer c3 = new Consumer(30, godown);         //创建消费者线程         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);         //启动线程         c1.start();         c2.start();         c3.start();         p1.start();         p2.start();         p3.start();         p4.start();         p5.start();         p6.start();         p7.start();  } } /**  * 仓库类  * @author hmk  *  */ class Godown{  private static final int maxNum = 100 ;    private int curNum;    Godown(){}    Godown(int Num){   this.curNum = Num ;  }  /*   * 生产者   */  public synchronized void producer(int pNum){   while(pNum+curNum>maxNum){    System.out.println("要生产的产品数量" + pNum + "超过剩余库存量" + (pNum - curNum) + ",暂时不能执行生产任务!");    try {     //当前的生产线程等待     this.wait();    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }   }   curNum+=pNum;   System.out.println("已经生产了" + pNum + "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   this.notifyAll();  }    /*   * 消费者   */  public synchronized void consume(int needNum){   while(curNum<needNum){    try {     //当前的生产线程等待     this.wait();    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }   }   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         this.notifyAll();     } } /** * 生产者线程 */ class Producer extends Thread {  private Godown godown;  private int needNum;    Producer( int needNum , Godown godown){   this.godown = godown;   this.needNum = needNum;  }    @Override  public void run() {   godown.producer(needNum);  } } /** * 消费者 线程 */ 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;         }                 @Override         public void run() {                 //消费指定数量的产品                 godown.consume(neednum);         } } 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。

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