java 生产者 消费者模型问题

最新推荐文章于 2024-02-10 12:15:21 发布
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分类专栏： java 多线程
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ericf1987/article/details/79324507
本文通过一个具体的Java代码示例介绍了生产者消费者模式的实现方式，并分析了多线程环境下线程间的通信机制。代码示例中使用了Vector作为共享资源，演示了如何通过wait和notify方法来协调生产者与消费者线程的工作流程。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

最近一直在温习java多线程变成方面的知识，闲来无事，写了一段消费者和生产者之间线程通信的例子，代码如下

public class TestConsumerAndProducer {


    //消费者
    static class Consumer implements Runnable{


        private final Vector<String> obj;
        public Consumer(Vector<String> v){
            this.obj = v;
        }


        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj){
                while (true) {


                    try {
                        System.out.println("移除苹果:" + obj.remove(0));
                        System.out.println("consumer thread:" + Thread.currentThread().getName() + ", obj size : " + obj.size());
                        if (obj.isEmpty()) {
                            //消费者等待
                            System.out.println("-----即将进入等待队列的线程：：" + Thread.currentThread().getName());
                            obj.wait();
                            System.out.println("-----即将开始运行的线程：" + Thread.currentThread().getName());
                        }
                        //唤醒生产者
                        obj.notify();
                        System.out.println("-----被唤醒的线程：" + Thread.currentThread().getName());
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);


                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }


                }
            }
        }
    }


    //生产者
    static class Producer implements Runnable{


        private final Vector<String> obj;


        public Producer(Vector<String> v){
            this.obj = v;
        }


        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj){
                do {


                    try {


                        if (obj.size() > 10) {
                            //生产者进行等待
                            System.out.println("-----即将进入等待队列的线程：：" + Thread.currentThread().getName());
                            obj.wait();
                            System.out.println("-----即将开始运行的线程：" + Thread.currentThread().getName());
                        }
                        String seed = "apple" + new Random().nextInt(10);
                        obj.add(seed);
                        System.out.println("添加苹果:" + seed);
                        System.out.println("producer thread:" + Thread.currentThread().getName() + ", obj size : " + obj.size());
                        //唤醒消费者 此处在生产者没有执行wait 并释放锁之前 其他等待中的线程不会执行
                        obj.notify();
                        System.out.println("-----被唤醒的线程：" + Thread.currentThread().getName());
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }


                } while (true);
            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> obj = new Vector<>();
        obj.add("apple");
        obj.add("apple");


        Thread consumer = new Thread(new Consumer(obj));
        Thread producer = new Thread(new Producer(obj));


        Thread consumer1 = new Thread(new Consumer(obj));
        Thread producer1 = new Thread(new Producer(obj));
        producer.setName("生产者1号");
        producer1.setName("生产者2号");
        consumer.setName("消费者1号");
        consumer1.setName("消费者2号");


        consumer.start();
        producer.start();


        consumer1.start();
        producer1.start();


    }


}

那么，问题来了。

以下是控制台日志：



移除苹果:apple
consumer thread:消费者1号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：消费者1号
移除苹果:apple
consumer thread:消费者1号, obj size : 0
-----即将进入等待队列的线程：：消费者1号
添加苹果:apple0
producer thread:生产者2号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者2号, obj size : 2
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple2
producer thread:生产者2号, obj size : 3
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple7
producer thread:生产者2号, obj size : 4
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple2
producer thread:生产者2号, obj size : 5
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者2号, obj size : 6
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者2号, obj size : 7
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple4
producer thread:生产者2号, obj size : 8
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者2号, obj size : 9
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple3
producer thread:生产者2号, obj size : 10
-----被唤醒的线程：生产者2号
添加苹果:apple4
producer thread:生产者2号, obj size : 11
-----被唤醒的线程：生产者2号








-----即将进入等待队列的线程：：生产者2号
移除苹果:apple0
consumer thread:消费者2号, obj size : 10
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 9
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple2
consumer thread:消费者2号, obj size : 8
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple7
consumer thread:消费者2号, obj size : 7
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple2
consumer thread:消费者2号, obj size : 6
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 5
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 4
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple4
consumer thread:消费者2号, obj size : 3
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 2
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple3
consumer thread:消费者2号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：消费者2号


移除苹果:apple4
consumer thread:消费者2号, obj size : 0
-----即将进入等待队列的线程：：消费者2号
添加苹果:apple1
producer thread:生产者1号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者1号, obj size : 2
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple9
producer thread:生产者1号, obj size : 3
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple8
producer thread:生产者1号, obj size : 4
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple5
producer thread:生产者1号, obj size : 5
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple3
producer thread:生产者1号, obj size : 6
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple3
producer thread:生产者1号, obj size : 7
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple8
producer thread:生产者1号, obj size : 8
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者1号, obj size : 9
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple9
producer thread:生产者1号, obj size : 10
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple0
producer thread:生产者1号, obj size : 11
-----被唤醒的线程：生产者1号








-----即将进入等待队列的线程：：生产者1号
-----即将开始运行的线程：消费者2号
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple1
consumer thread:消费者2号, obj size : 10
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 9
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple9
consumer thread:消费者2号, obj size : 8
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple8
consumer thread:消费者2号, obj size : 7
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple5
consumer thread:消费者2号, obj size : 6
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple3
consumer thread:消费者2号, obj size : 5
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple3
consumer thread:消费者2号, obj size : 4
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple8
consumer thread:消费者2号, obj size : 3
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 2
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple9
consumer thread:消费者2号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple0
consumer thread:消费者2号, obj size : 0
-----即将进入等待队列的线程：：消费者2号
-----即将开始运行的线程：生产者1号
添加苹果:apple4
producer thread:生产者1号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：生产者1号










添加苹果:apple4
producer thread:生产者1号, obj size : 2
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple7
producer thread:生产者1号, obj size : 3
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple3
producer thread:生产者1号, obj size : 4
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple0
producer thread:生产者1号, obj size : 5
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple2
producer thread:生产者1号, obj size : 6
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple7
producer thread:生产者1号, obj size : 7
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple3
producer thread:生产者1号, obj size : 8
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple4
producer thread:生产者1号, obj size : 9
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple6
producer thread:生产者1号, obj size : 10
-----被唤醒的线程：生产者1号
添加苹果:apple0
producer thread:生产者1号, obj size : 11
-----被唤醒的线程：生产者1号












-----即将进入等待队列的线程：：生产者1号
-----即将开始运行的线程：消费者2号
-----被唤醒的线程：消费者2号






移除苹果:apple4
consumer thread:消费者2号, obj size : 10
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple4
consumer thread:消费者2号, obj size : 9
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple7
consumer thread:消费者2号, obj size : 8
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple3
consumer thread:消费者2号, obj size : 7
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple0
consumer thread:消费者2号, obj size : 6
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple2
consumer thread:消费者2号, obj size : 5
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple7
consumer thread:消费者2号, obj size : 4
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple3
consumer thread:消费者2号, obj size : 3
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple4
consumer thread:消费者2号, obj size : 2
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple6
consumer thread:消费者2号, obj size : 1
-----被唤醒的线程：消费者2号
移除苹果:apple0
consumer thread:消费者2号, obj size : 0
-----即将进入等待队列的线程：：消费者2号
-----即将开始运行的线程：生产者1号

在main方法中，我同时启用了 生产者1号，生产者2号，消费者1号，消费者2号四个线程，同时对一个Vector对象进行操作，

可是从日志中可以得知，最先进入工作的是消费者1号，生产者2号，在两者执行完后，后续则完全由生产者1号和消费者2号执行。重复运行main方法可得到相同的结论，最先执行的消费者和生产者，只能执行一次，后续则完全由其他生产者和消费者不断重复地执行，是何原因？还请各位专家们指点，感激不尽！

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