生产者消费者模式
为什么要使用生产者/消费者模式
在线程世界里,生产者就是生产数据的线程,消费者就是消费数据的线程。在多线程开发
当中,如果生产者处理速度很快,而消费者处理速度很慢,那么生产者就必须等待消费者
处理完,才能继续生产数据。同样的道理,如果消费者的处理能力大于生产者,那么消费
者就必须等待生产者。为了解决这种生产消费能力不均衡的问题,所以便有了生产者和消
费者模式。
生产者/消费者模型优点
1、解耦。因为多了一个缓冲区,所以生产者和消费者并不直接相互调用,这一点很容易
想到,这样生产者和消费者的代码发生变化,都不会对对方产生影响,这样其实就把生产
者和消费者之间的强耦合解开,变为了生产者和缓冲区/消费者和缓冲区之间的弱耦合
2、通过平衡生产者和消费者的处理能力来提高整体处理数据的速度,这是生产者/消费者
模型最重要的一个优点。如果消费者直接从生产者这里拿数据,如果生产者生产的速度很
慢,但消费者消费的速度很快,那消费者就得占用CPU的时间片白白等在那边。有了生产
者/消费者模型,生产者和消费者就是两个独立的并发体,生产者把生产出来的数据往缓
冲区一丢就好了,不必管消费者;消费者也是,从缓冲区去拿数据就好了,也不必管生产
者,缓冲区满了就不生产,缓冲区空了就不消费,使生产者/消费者的处理能力达到一个
动态的平衡
生产者/消费者模式的作用
- - 支持并发
- - 解耦
- - 支持忙闲不均
编码体现
public class Basket {
private volatile Object obj = null; // 利用volatile保证可见性
public synchronized void produce(Object obj) {
while (this.obj != null) {
try {
// this.wait();// 当前线程进入minitor的waitSet中
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.obj = obj;
this.notifyAll(); // 唤醒处于waitSet中的所有线程
System.out.println("生产了一个对象:" + obj);
}
public synchronized void consume() {
while (obj == null)
try {
// this.wait();
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("消费了一个对象:" + obj);
this.obj = null;
this.notifyAll();
}
}
public class Consumer implements Runnable {
private Basket resource = null;
public Consumer(Basket resource) {
this.resource = resource;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
resource.consume();
}
}
}
public class Producer implements Runnable {
private Basket resource = null;
public Producer(Basket resource) {
this.resource = resource;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
Object obj = new Date();
resource.produce(obj);
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Basket resource = new Basket();
new Thread(new Producer(resource)).start();
new Thread(new Consumer(resource)).start();
}
}
wait和notify/notifyAll的用法
调用wait/notify之类的方法要求必须在当前线程对象内部,例如synchronized方法中
- 当线程执行wait()时,会把当前的锁释放,然后让出CPU,进入等待状态。不能更改为sleep,因为sleep不会释放锁
- 当执行notify/notifyAll方法时,会唤醒一个处于等待该对象锁的线程,然后继续往下执行,直到执行完退出对象锁锁住的区域(synchronized修饰的代码块)后再释放锁。