线程的生产者和消费者模式

多个线程同时运行时，会产生线程并发可使用同步操作确保数据的安全性，如果需要各线程之间交互，可是使用线程等待和唤醒模式，在这里常用的等待唤醒中经典的模式为“生产者和消费者模式”

生产者和消费者由两类线程组成： 若干个生产者线程 负责提交用户的请求，若干个消费者线程负责处理生成出来的任务。 他们操作一块共享内存区进生成/消费的产品（数据）： Mobile （手机编号）

生成者线程类： Provider ： 无限制的生成手机

消费者线程类：Customer ： 无限制的消费手机

​ 共享存储区: Storage ( push 、pop) 存储手机的对象数组

​ 测试类 行数据通信。```java
public class Mobile {
private int id;

public int getId() {
    return id;
}

public void setId(int id) {
    this.id = id;
}

public Mobile(int id) {
    this.id = id;
}

}

存储区

```java
package com.j2008.provider_customer;

/**
 * ClassName: Storage
 * Description:
 * date: 2020/11/10 15:32
 *  存储区，它是生产者和消费者共享的空间 （ 生产者和消费者将该对象作为公有锁）
 * @author wuyafeng
 * @version 1.0   softeem.com
 */
public class Storage {

    // 定义存储手机的对象数据
    Mobile [] mobiles = new Mobile[10];
    int index=0;  // 个数

    static int n=1000;
    /**
     * 存放手机
     * @param mobile
     */
    public synchronized void push(Mobile mobile){
        //考虑容器上限已满，必须等待
        while(index == mobiles.length){
            System.out.println("容器已满，需等待");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //通知消费者取消费 ，将其他线程全部唤醒
        this.notifyAll();
        mobiles[index]=mobile;
        index++;

    }

    /**
     * 取出手机      1 2 3 4
     *              1 2 3
     *              index--;
     *             mobile[index] =null
     * @return 取出的手机对象
     */
    public synchronized Mobile pop(){
        Mobile m = null;

        // 判断index是否小于0
        while(index<=0){
            //等待
            System.out.println("容器中没有手机，需要等待");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        index--;
        m = mobiles[index];
        //将容器中的这个位置 设置为空
        mobiles[index]=null;
        // 通知生产者去生产
        this.notifyAll();
        return m;

    }

    public synchronized int getSize(){
        return index;
    }

}

生产者:

package com.j2008.provider_customer;

/**
 * ClassName: Provider
 * Description:
 * date: 2020/11/10 15:54
 *
 * @author wuyafeng
 * @version 1.0   softeem.com
 */
public class Provider implements  Runnable {
    //共享存储区
    Storage storage =null;
    public Provider(Storage storage){
        this.storage = storage;
    }


    @Override
    public void run() {
        //手机编号
        int n=1000;
        //一直生产
        while(true){
            Mobile m = new Mobile(n);
            storage.push(m);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
                    "生产了一部手机，其编号："+m.getId()+" 其库存:"+storage.getSize());

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            n++;
        }
    }
}

消费者

package com.j2008.provider_customer;

/**
 * ClassName: Customer
 * Description:
 * date: 2020/11/10 15:58
 *
 * @author wuyafeng
 * @version 1.0   softeem.com
 */
public class Customer implements  Runnable {

    Storage storage=null;
    public Customer(Storage storage){
        this.storage = storage;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            Mobile mobile = storage.pop();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
                    "消费了一部手机，编号》》"+mobile.getId()+" 库存:"+storage.getSize());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

测试类

package com.j2008.provider_customer;

/**
 * ClassName: TestProviderCustomer
 * Description:
 * date: 2020/11/10 16:01
 *
 * @author wuyafeng
 * @version 1.0   softeem.com
 */
public class TestProviderCustomer {
    public static void main(String[] args) {
         //创建公有的存储空间
        Storage storage = new Storage();
        Provider provider1 = new Provider(storage);
        Provider provider2 = new Provider(storage);
        Provider provider3 = new Provider(storage);

        Thread th1 = new Thread(provider1,"张飞");
        Thread th2 = new Thread(provider2,"刘备");
        Thread th3 = new Thread(provider3,"关羽");

        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();

        //消费者上场
        Customer customer1 = new Customer(storage);
        Customer customer2 = new Customer(storage);
        Customer customer3 = new Customer(storage);

        Thread th4 = new Thread(customer1,"张飞的老婆");
        Thread th5 = new Thread(customer2,"刘备的老婆");
        Thread th6 = new Thread(customer3,"关羽的老婆");

        th4.start();
        th5.start();
        th6.start();


    }
}

测试结果

关羽生产了一部手机，其编号：1000 其库存:1
张飞的老婆消费了一部手机，编号》》1000 库存:0
张飞生产了一部手机，其编号：1000 其库存:1
刘备生产了一部手机，其编号：1000 其库存:2
刘备的老婆消费了一部手机，编号》》1000 库存:1
关羽的老婆消费了一部手机，编号》》1000 库存:0
容器中没有手机，需要等待
关羽生产了一部手机，其编号：1001 其库存:0
张飞的老婆消费了一部手机，编号》》1001 库存:0
张飞生产了一部手机，其编号：1001 其库存:2
刘备生产了一部手机，其编号：1001 其库存:2
关羽的老婆消费了一部手机，编号》》1001 库存:0
刘备的老婆消费了一部手机，编号》》1001 库存:0
容器中没有手机，需要等待
关羽生产了一部手机，其编号：1002 其库存:0
张飞的老婆消费了一部手机，编号》》1002 库存:0
刘备生产了一部手机，其编号：1002 其库存:2
张飞生产了一部手机，其编号：1002 其库存:2
刘备的老婆消费了一部手机，编号》》1002 库存:1
关羽的老婆消费了一部手机，编号》》1002 库存:0
```## 1、定义

​        用于创建和管理线程的容器就是线程池  （Thread Pool） ，在线程池中的线程执行完任务后不会立马进入销毁状态，而是重置到线程池中变为“空闲线程” 。  有利于避免频繁创建线程消耗资源，提供线程复用率，有限管理该线程。

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   2、使用线程池的原因：

​       在多线程环境下，对于不断创建和销毁效率非常消耗系统资源，对于多线程之间的切换存在线程安全问题， 这是使用统一的管理类管理一些线程是比较好的解决办法

3、线程的运行机制：

- ​       在线程池模式下，任务是提交给线程池，由线程池根据当前空闲线程进行分配任务，如果没有空闲线程，由管理类创建线程或者进入任务等待队列中。
- ​       一个线程同时只能执行一个任务，但多个任务可以同时提交给这个线程池。

​    

线程池的常用类 （ExecutedService）        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
                                       参数1：  corePoolSize：核心线程数

参数2：maximumPoolSize ：最大线程数

参数3: keepAliveTime : 线程活动时长  

参数4: 对于参数3的单位 

  1、可缓存的线程池   newCacheThreadPool（n）；如果线程池中没有空闲线程，则创建新线程并放入线程池中，无上限线程数，如果有空闲线程则直接使用该线程
  public static void main(String[] args) {
        // 创建可缓存线程
        ExecutorService service =Executors.newCachedThreadPool();
        // 创建10个线程
        int n=0;
        for(int i = 0 ;i < 10;i++){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            service.execute(new Runnable() {
                @Override  //你们内部类
                public void run() {
                      //任务
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+n);
                    try {

                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            });
            //由于以上的线程 每次执行完成只需要500毫秒 ，会释放线程对象到线程池中
            //  1000毫秒后创建的线程 就会复用上一次的线程对象


        }

        //关闭线程池
        service.shutdown();
    }
}
2、可重用的固定线程池： newFixedThreadPool（n）  ，线程数量固定，如果没有空闲线程，则存放无界队列中等待 
   public static void main(String[] args) {
         //创建线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
        // 连续创建10个线程， 由于只有3个线程，所有线程只能等待
        // 2秒后再执行3个
        for(int i =0;i<10;i++){
            service.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        // 结果: 每2秒执行3个线程 
    }
    4、单线程的线程池 newSingleThreadExecutor ： 线程池中只有一个线程数，所有的任务都通过该线程执行，它可以保证所有的任务是FIFO模式， 满足队列结构