生产者-消费者问题与管道

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原创最新推荐文章于 2026-05-15 05:48:10 发布 881 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Linux实验 ---- 生产者和消费者问题实验四实验目的 “生产者消费者”问题是一个著名的同时性编程问题的集合。通过编写经典的“生产者消费者”问题的实验，读者可以进一步熟悉Linux 中多线程编程，并且掌握用信号量处理线程间的同步互斥问题。实验内容 “生产者消费者”问题描述如下。有一个有限缓冲区和两个线程：生产者和消费者。他们分别把产品放入缓冲区和从缓冲区中拿走产品。当一个生产者在缓冲区满时必须等待，当一个消费者在缓冲区空时也必须等待。它们之间的关系如下图所示：这里要求用有名管道来模拟有限缓冲区，用信号量来解决生产者消费者问题中的同步和互斥问题。阅读详情

import java.io.IOException;
import java.io.PipedReader;
import java.io.PipedWriter;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import static net.mindview.util.Print.*;

/**
 * 生产者-消费者问题的变体 
 * 通过输入/输出在线程间进行通信 
 * 这里的管道是一个封装好的解决方案
 * 管道基本上是一个阻塞队列
 * 
 * @author cxp
 * @data 2016-09-01
 * @modify
 * 
 */

// 发送者
class Sender implements Runnable {
    private Random rand = new Random(47);
    private PipedWriter out = new PipedWriter();//允许任务向管道写

    public PipedWriter getPipedWriter() {
        return out;
    };

    public void run() {
        try {
            while (true)
                for (char c = 'A'; c <= 'z'; c++) {
                    out.write(c);
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(500));
                }
        } catch (IOException e) {
            print(e + " Sender writer exception");
        } catch (InterruptedException e) {
            print(e + " Sender sleep interrupted");

        }
    }
}

// 接收者
class Receiver implements Runnable {
    private PipedReader in;//允许不同任务从同一管道中读取

    public Receiver(Sender sender) throws IOException {
        in = new PipedReader(sender.getPipedWriter());
    }

    public void run() {
        try {
            while (true) {
                // 阻塞直到字符到达这里
                print("Read: " + (char) in.read() + ", ");
            }
        } catch (IOException e) {
            print(e + " Receiver read exception");
        }
    }
}

public class PipedIO {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Sender sender = new Sender();
        Receiver receiver = new Receiver(sender);
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        exec.execute(sender);
        exec.execute(receiver);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        exec.shutdownNow();
    }

}