java实现生产者消费者模式

生产者消费者问题是一个著名的线程同步问题，该问题描述如下：有一个生产者在生产产品，这些产品将提供给若干个消费者去消费，为了使生产者和消费者能并发执行，在两者之间设置一个具有多个缓冲区的缓冲池，生产者将它生产的产品放入一个缓冲区中，消费者可以从缓冲区中取走产品进行消费，显然生产者和消费者之间必须保持同步，即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品，也不允许生产者向一个已经放入产品的缓冲区中再次投放产品。

使用synchronized关键字实现线程同步

在使用wait()和notifyAll()方法时，应注意将wait()方法放入循环中，否则会产生虚假唤醒问题。

/**
 * Created by 吴海飞 on 2017-1-23.
 */
public class TestProductAndConsumer {
    public static void main(String[] args){
        Clerk clerk = new Clerk();
        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer consumer = new Consumer(clerk);
        new Thread(pro,"生产者A").start();
        new Thread(consumer,"消费者B").start();
    }
}

/**
 * 店员，可以进货与销售货物
 */
class Clerk{

    private int product = 0;

    /**
     * 进货的方法
     */
    public synchronized void get(){
        while (product>=1){//为了避免虚假唤醒问题，应该总是使用在循环中
            System.out.println("产品已满！");

            try {
                this.wait();//等待
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + ++product);
        this.notifyAll();//唤醒线程
    }

    /**
     * 销售的方法
     */
    public synchronized void sale(){
        while (product<=0){//为避免虚假唤醒，应该总是始终使用在循环中
            System.out.println("缺货……");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "："+ --product);
        this.notifyAll();
    }
}

/**
 * 生产者
 */
class Productor implements Runnable{

    private Clerk clerk;

    public Productor(Clerk clerk){
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.get();
        }
    }
}

/**
 * 消费者
 */
class Consumer implements Runnable{

    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk){
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            clerk.sale();
        }
    }
}

使用同步锁实现线程同步问题

使用同步锁时应注意lock()与unlock()方法的同步使用。

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

/**
 * 使用ReentrantLock实现生产者消费者问题
 * Created by 吴海飞 on 2017-1-23.
 */
public class TestReentrantLock {
    public static void main(String[] args){
        Clerk clerk = new Clerk();
        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer consumer = new Consumer(clerk);

        new Thread(pro,"生产者A").start();
        new Thread(consumer,"消费者B").start();
        new Thread(pro,"生产者C").start();
        new Thread(consumer,"消费者D").start();
    }
}

class Clerk{
    private Lock lock = new ReentrantLock();//获取同步锁
    private Condition condition = lock.newCondition();
    private int product = 0;


/**
 * 进货的方法
 */

    public void get(){
        lock.lock();//打开锁
        try{
            while (product>=1){//为了避免虚假唤醒问题，应该总是使用在循环中
                System.out.println("产品已满！");
                try {
                    condition.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + ++product);
            condition.signalAll();
        }finally {
            lock.unlock();//关闭锁
        }

    }


/**
 * 销售的方法
 */

    public void sale(){
        lock.lock();//加锁
        try {
            while (product<=0){//为避免虚假唤醒，应该总是始终使用在循环中
                System.out.println("缺货……");
                try {
                    condition.await();//等待
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "："+ --product);
            condition.signalAll();//唤醒等待
        }finally {
            lock.unlock();//释放锁
        }

    }
}


/**
 * 生产者
 */

class Productor implements Runnable{

    private Clerk clerk;

    public Productor(Clerk clerk){
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.get();
        }
    }
}


/**
 * 消费者
 */

class Consumer implements Runnable{

    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk){
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            clerk.sale();
        }
    }
}