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标题: 生产者消费者模型 [打印本页]

作者: psuugdufnm 时间: 2016-4-12 13:28
标题: 生产者消费者模型

一、介绍：
（一）、概念：
如果要实现以下操作流程，使用Java代码来实现：

多个蛋糕师生产蛋糕，多个消费者购买蛋糕；
蛋糕的最大库存为5个；
早生产的蛋糕先被销售，最后被生产的蛋糕要最后被售出

      如果要实现这个过程，一定要借助Java线程的并发协作来做。其实这在Java中叫做生产者消费者模型（确切说应该是“生产者-消费者-仓储”模型）。
      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。

（二）、生产者消费者模型，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。

（三）、核心技术：
      Java中提供了三个非常重要方法用来解决“生产者-消费者-仓储”模型。

wait():让当前线程进入阻塞状态，将这个线程存储到等待池中，并释放当前线程的所获得的锁
notify():唤醒等待池中的一个线程（随机）
notifyAll():唤醒等待池中所有的线程

【注意】

wait、notify、notifyAll三个方法必须被在同步代码中被调用
这些方法都是用于操作线程状态，那么就必须要明确到底操作的是哪个锁上的线程

作者: strongmanzxh 时间: 2016-4-12 15:53
看不懂呀。。。。

作者: zhoubinjian 时间: 2016-4-12 16:32
程序呢，，让我们看看啊

作者: (り____花子 时间: 2016-4-12 16:32
现在没人用同步了。你试试用lock 、condition 更简单。

作者: psuugdufnm 时间: 2016-4-12 20:40
二、代码实现
（一）、实现步骤：
1、定义仓库类：
实现生产和消费方法
在仓满和仓空时等待（wait）和唤醒（notify）
使用同步锁
2、定义生产者线程类
定义构造方法，初始化仓库类
在run方法中无限循环执行仓库类的生产方法
3、定义消费者线程类
定义构造方法，初始化仓库类
在run方法中无限循环执行仓库类的消费方法

（二）、核心代码

public class ProducerConsumerGodown {

public static void main(String[] args) throws Exception {
  new ProducerConsumerGodown().startTest();
}
public void startTest() {
  Godown godown = new Godown();
  Producer producer1 = new Producer(godown);
  producer1.setName("1号糕点师：");
  producer1.start();
  Producer producer2 = new Producer(godown);
  producer2.setName("2号糕点师：");
  producer2.start();
  Producer producer3 = new Producer(godown);
  producer3.setName("3号糕点师：");
  producer3.start();
  Producer producer4 = new Producer(godown);
  producer4.setName("4号糕点师：");
  producer4.start();
  Producer producer5 = new Producer(godown);
  producer5.setName("5号糕点师：");
  producer5.start();
  Consumer consumer1 = new Consumer(godown);
  consumer1.setName("张三：");
  consumer1.start();
  Consumer consumer2 = new Consumer(godown);
  consumer2.setName("李四：");
  consumer2.start();
  Consumer consumer3 = new Consumer(godown);
  consumer3.setName("王五：");
  consumer3.start();
}
class Godown {
  // 定义柜台中的蛋糕
  private LinkedList<Object> storeHouse = new LinkedList<Object>();
  // 定义柜台中最大允许的蛋糕库存量
  private int MAX = 5;
  private Object lock = new Object();
  // 生产蛋糕
  public void produce() {
try {
synchronized (lock) {
   // if(storeHouse.size() >=
   // MAX)//注意这里只能用while循环不能用if来判断，if判断只适合1对1的关系，就是只有2个线程，
   // 如果多个线程用if判断的话，就会出现逻辑错误。
   // 所以在多线程中都用while来做判断，不用if
   while (storeHouse.size() == MAX) {
   System.out.println("蛋糕库存已满，糕点师停止生产，等待售出！---库存量："
      + storeHouse.size());
   lock.wait();
   }
   Object newObj = new Object();
   // 往柜台中添加蛋糕
   if (storeHouse.add(newObj)) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()
      + "生产入库！---产品编号：" + newObj.hashCode()
      + "---库存  增加  至：" + storeHouse.size());
   // 唤醒在此对象锁上处于等待状态的所有线程
   lock.notifyAll();
   }
}
Thread.sleep((long) (Math.random() * 3000));
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(e.toString());
}
  }
  public void consume() {
try {
synchronized (lock) {
   // 在多线程中都用while来做判断，不用if
   while (storeHouse.size() == 0) {
   System.out.println("蛋糕已售空，请消费者等待！---库存量："
      + storeHouse.size());
   lock.wait();
   }
   // 将集合中的第一个元素移除，也就是将最早生产的蛋糕售出
   // LinkedList与ArrayList相比，后者不具有removeFirst方法
   Object object = storeHouse.removeFirst();
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()
   + "购买产品！---产品编号：" + object.hashCode()
   + "---库存  减少  至：" + storeHouse.size());
   // 唤醒在此对象锁上处于等待状态的所有线程
   lock.notifyAll();
}
Thread.sleep((long) (Math.random() * 3000));
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(e.toString());
}
  }
}
class Producer extends Thread {
  private Godown godown;
  public Producer(Godown godown) {
this.godown = godown;
  }
  public void run() {
while (true) {
// 生产
godown.produce();
}
  }
}
// 定义消费者类
class Consumer extends Thread {
  private Godown godown;
  public Consumer(Godown godown) {
this.godown = godown;
  }
  public void run() {
while (true) {
// 消费
godown.consume();
}
  }
}
}

【附加：】
1、ArrayList 查找速度快，原因是ArrayList的底层用得是数组结构；插入和删除慢，因为需要移动后续的对象；
2、LinkedList 查找速度慢，原因是迭代循环；插入和删除快，原因是只更新引用。

作者: 白龙马大魔王 时间: 2016-4-12 20:53

作者: psuugdufnm 时间: 2016-4-15 22:58
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