Java多线程：“基本篇”11之出产消费者问题
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1. 出产/消费者模子
出产/消费者问题是个很是典范的多线程问题，涉及到的工具包罗“出产者”、“消 费者”、“客栈”和“产物”。他们之间的干系如下：
(01) 出产者仅仅在仓储未满时候出产，仓满则遏制出产。
(02) 消费者仅仅在仓储有产物时候才气消费，仓空则期待。
(03) 当消费者发明仓储没产物可消费时候会通知出产者出产。
(04) 出产者在出产出可消费产物时候，应该通知期待的消费者去消费。
2. 出产/消费者实现
下面通过wait()/notify()方法实现该模子(后头在进修了线程池相关内容之后，再通过其它方法实现 出产/消费者模子)。源码如下：
// Demo1.java
// 客栈
class Depot {
private int capacity; // 客栈的容量
private int size; // 客栈的实际数量
public Depot(int capacity) {
this.capacity = capacity;
this.size = 0;
}
public synchronized void produce(int val) {
try {
// left 暗示“想要出产的数量”(有大概出产量太多，需多此出产)
int left = val;
while (left > 0) {
// 库存已满时，期待“消费者”消费产物。
while (size >= capacity)
wait();
// 获取“实际出产的数量”(即库存中新增的数量)
// 假如“库存”+“想要出产的数量”>“总的容量”，则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满客栈)
// 不然“实际增量”=“想要出产的数量”
int inc = (size+left)>capacity ? (capacity-size) : left;
size += inc;
left -= inc;
System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);
// 通知“消费者”可以消费了。
notifyAll();
}
} catch (InterruptedException e) {
}
}
public synchronized void consume(int val) {
try {
// left 暗示“客户要消费数量”(有大概消费量太大，库存不足，需多此消费)
int left = val;
while (left > 0) {
// 库存为0时，期待“出产者”出产产物。
while (size <= 0)
wait();
// 获取“实际消费的数量”(即库存中实际淘汰的数量)
// 假如“库存”<“客户要消费的数量”，则“实际消费量”=“库存”；
// 不然，“实际消费量”=“客户要消费的数量”。
int dec = (size<left) ? size : left;
size -= dec;
left -= dec;
System.out.printf("%s consume(%3d) <-- left=%3d, dec=%3d, size=%3d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);
notifyAll();
}
} catch (InterruptedException e) {
}
}
public String toString() {
return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size;
}
}
// 出产者
class Producer {
private Depot depot;
public Producer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产物：新建一个线程向客栈中出产产物。
public void produce(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.produce(val);
}
}.start();
}
}
// 消费者
class Customer {
private Depot depot;
public Customer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产物：新建一个线程从客栈中消费产物。
public void consume(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.consume(val);
}
}.start();
}
}
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
Depot mDepot = new Depot(100);
Producer mPro = new Producer(mDepot);
Customer mCus = new Customer(mDepot);
mPro.produce(60);
mPro.produce(120);
mCus.consume(90);
mCus.consume(150);
mPro.produce(110);
}
}
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说明：
(01) Producer是“出产者”类，它与“客栈(depot)”关联。当挪用“出产 者”的produce()要领时，它会新建一个线程并向“客栈”中出产产物。
(02) Customer是“消费者”类，它与“客栈(depot)”关联。当挪用“消费 者”的consume()要领时，它会新建一个线程并消费“客栈”中的产物。
(03) Depot是“客栈”类，客栈中记录“客栈的容量(capacity)”以及“仓 库中当前产物数目(size)”。
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“客栈”类的出产要领produce()和消费要领 consume()要领都是synchronized要领，进入synchronized要领体，意味着这个线程获取到了该“仓 库”工具的同步锁。这也就是说，同一时间，出产者和消费者线程只能有一个能运行。通过同步锁 ，实现了对“残忍”的互斥会见。
对支付产要领produce()而言：当客栈满时，出产者线 程期待，需要期待消费者消费产物之后，出产线程才气出产；出产者线程出产完产物之后，会通过 notifyAll()叫醒同步锁上的所有线程，包罗“消费者线程”，即我们所说的“通知消费 者举办消费”。
对付消费要领consume()而言：当客栈为空时，消费者线程期待，需要期待出产 者出产产物之后，消费者线程才气消费；消费者线程消费完产物之后，会通过notifyAll()叫醒同步锁上 的所有线程，包罗“出产者线程”，即我们所说的“通知出产者举办出产”。
(某一次)运行功效：
Thread-0 produce( 60) --> left= 0, inc= 60, size= 60 Thread-4 produce(110) --> left= 70, inc= 40, size=100 Thread-2 consume( 90) <-- left= 0, dec= 90, size= 10 Thread-3 consume(150) <-- left=140, dec= 10, size= 0 Thread-1 produce(120) --> left= 20, inc=100, size=100 Thread-3 consume(150) <-- left= 40, dec=100, size= 0 Thread-4 produce(110) --> left= 0, inc= 70, size= 70 Thread-3 consume(150) <-- left= 0, dec= 40, size= 30 Thread-1 produce(120) --> left= 0, inc= 20, size= 50
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