Java中通过wait和notify来实现生产者和消费者模式

今天通过介绍一下如何通过wait和notify来实现生产者和消费者模式。

通过synchronized同步代码块实现线程的同步操作，从而保证数据的一致性。下面具体介绍一下这个模式的实现过程。

1.首先编写一个生产者类：

public class Producer implements Runnable {
  private PublicBox box;

  public Producer(PublicBox box) {
    this.box = box;
  }

  @Override
  public void run() {
    int i=0;
    while(true){
      try {
        System.out.println("生产者序号:" + i);
        i++;
        Thread.sleep(1000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      box.increace();
    }
  }
}

2.其次编写一个消费者类：

public class Consumer implements Runnable {
  private PublicBox box;

  public Consumer(PublicBox box) {
    this.box = box;
  }

  @Override
  public void run() {
    int i=0;
    while(true){
      try {
        System.out.println("消费者序号" + i);
        i++;
        Thread.sleep(3000);
      } catch (InterruptedException e) {
        // TODO: handle exception
        e.printStackTrace();
      }

      box.decreace();
    }
  }
}

3.最后编写仓库类：

public class PublicBox {
  private int product = 0;

  public synchronized void increace() {
    while (product == 5) {
      try {
        wait();
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }

    }
    product++;
    System.out.println("产品生产成功！目前产品的存储量："+product);
    notify();
  }

  public synchronized void decreace() {
    while (product == 0) {
      try {
        wait();
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    product--;
    System.out.println("产品消费成功！目前产品的存储量："+product);
    notify();
  }

  public static void main(String[] args) {
    PublicBox box = new PublicBox();
    Consumer con = new Consumer(box);
    Producer pro = new Producer(box);
    Thread t1 = new Thread(con);
    Thread t2 = new Thread(pro);
    t1.start();
    t2.start();
  }
}

打印出来的部分结果：

这个执行过程有些人可能会有些疑问，我在这里具体描述一下这整个过程是如何实现的。

在这里因为生产者所休眠的时间比消费者短，所以生产者出现的频率会比消费者高一些。

1：首先是生产者和消费者都新建了各自的序号并打印出来。

2：因为是消费者先启动的，所以首先访问decreace同步块，可是因为条件不符合所以被wait了。

3：消费者被wait之后，生产者就开始启动increace同步块生产了。生产者一生产就会调用notify方法，这个时候第二步已经被wait的线程就会被唤醒，接着执行wait之后的代码。但是这里需要注意的是并不是生产者调用notify方法，消费者就会马上被唤醒执行接下来的代码。因为唤醒和执行都需要时间，这个过程可能生产者又生成新的产品了吗，也有可能是消费者马上被执行。

4：之后的过程就是按照前面三步骤进行循环输出的。

这个模式下的生产者消费者主要是通过synchronized 同步代码块来保证product这个变量的一致性。保证product变量在多个线程的调用的过程中，线程之间不会发生互相干扰，按正确的顺序执行这些过程。