转： 【Java并发编程】之十三：生产者—消费者模型（含代码）

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：综合

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    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：

[java] view plain copy

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.   
96.         new Thread(con).start() ;  

97.     }  
98. }  

     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。

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