Java中的生产者、消费者问题描述:
生产者-消费者(producer-consumer)问题, 也称作有界缓冲区(bounded-buffer)问题, 两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区(仓库). 其中一个是生产者, 用于将产品放入仓库: 另外一个是消费者, 用于从仓库中取出产品消费. 问题出现在当仓库已经满了, 而此时生产者还想向其中放入一个新的产品的情形, 其解决方法是让生产者此时进行等待, 等待消费者从仓库中取走了一个或者多个产品后再去唤醒它. 同样地, 当仓库已经空了, 而消费者还想去仓库消费产品, 此时也可以让消费者进行等待, 等待生产者放入一个或者多个产品时再唤醒它.
生产者、消费者问题需明确以下信息:
1、生产者仅仅在仓储未满时候生产, 仓满则停止生产.
2、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.
3、消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费, 仓空则等待.
4、消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产.
生产者消费者模式实现:
1.生产者类Pro:
1)继承Thread类;
2)提供Pro(Store)构造方法;
3)重写run()方法:调用store的producePro方法;
/**
* Created by leng on 2017/7/18.
*/
public class Pro extends Thread {
Store store;
public Pro(Store store) {
this.store = store;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始生产产品!");
while (true) {
store.producePro();
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
2.消费者类Con:
1)继承Thread类;
2)提供Con(Store)构造方法;
3)重写run()方法:调用store的consumePro方法;
/**
* Created by leng on 2017/7/18.
*/
public class Con extends Thread{
Store store;
public Con(Store store) {
this.store = store;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始消费产品!");
while (true) {
store.consumePro();
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
3.仓库类Store:
1)创建queue作为仓库;使用有容量的PriorityQueue<>(size);
2)producePro方法:1.同步queue;2.队列满时wait;3.入队offer(1),唤醒;
3)consumePro方法:1.同步queue;2.队列空时wait;3.出队poll(),唤醒;
/**
* Created by leng on 2017/7/18.
*/
public class Store {
private int queueSize = 10;
private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(queueSize);
public void producePro() {
synchronized (queue) {
while (queue.size() == queueSize) {
try {
System.out.println("队列已满,等待空余空间!");
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.offer(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
queue.notify();
}
}
public void consumePro() {
synchronized (queue) {
while (queue.size() == 0) {
try {
System.out.println("队列已空,等待生产商品!");
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.poll();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从队列中取走一个元素,队列中剩余"+queue.size()+"个");
queue.notify();
}
}
}
4)测试类:
新建仓库,新建Pro和Con;
public class ProducerConsumer{
public static void main(String[] args) {
Store store = new Store();
Pro p1 = new Pro(store);
Pro p2 = new Pro(store);
Pro p3 = new Pro(store);
Pro p4 = new Pro(store);
Con c1 = new Con(store);
Con c2 = new Con(store);
p1.start();
p2.start();
p3.start();
p4.start();
c1.start();
c2.start();
}
}
测试结果:
Thread-2开始生产产品!
Thread-0开始生产产品!
Thread-1开始生产产品!
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:9
Thread-3开始生产产品!
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:8
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:7
Thread-3向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:6
Thread-4开始消费产品!
Thread-5开始消费产品!
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余3个
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余2个
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:7
Thread-3向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:6
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:5
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:4
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余5个
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余4个
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:5
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:4
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:3
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余6个
Thread-3向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:3
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余6个
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:3
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:2
Thread-3向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:1
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余8个
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:1
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余8个
Thread-3向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:1
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余8个
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:1
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
队列已满,等待空余空间!
队列已满,等待空余空间!
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
队列已满,等待空余空间!
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-2向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
队列已满,等待空余空间!
队列已满,等待空余空间!
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
队列已满,等待空余空间!
队列已满,等待空余空间!
队列已满,等待空余空间!
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-3向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
队列已满,等待空余空间!
队列已满,等待空余空间!
队列已满,等待空余空间!
Thread-5从队列中取走一个元素,队列中剩余9个
Thread-4从队列中取走一个元素,队列中剩余8个
Thread-0向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:1
Thread-1向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:0
队列已满,等待空余空间!
ps:线程启动的方法:
继承Thread:
testClass extends Thread;new testClass().start;
Pro p1 = new Pro(store);
Pro p2 = new Pro(store);
p1.start();
p2.start();
实现Runnable:
testClass implements Runnable;new Thread(new testClass()).start;
一个Runnable对象多个线程:
Pro p1 = new Pro(store);
Thread t1 = new Thread(p1);
Thread t2 = new Thread(p1);
t1.start();
t2.start();
多个Runnable对象,每个Runnable对象对应一个线程:
Pro p1 = new Pro(store);
Pro p2 = new Pro(store);
Thread t1 = new Thread(p1);
Thread t2 = new Thread(p2);
t1.start();
t2.start();