90、Java并发编程：生产者 - 消费者关系的深入探讨

Java并发编程：生产者 - 消费者关系的深入探讨

1. 生产者 - 消费者基础同步

在并发编程中，生产者 - 消费者关系是一个经典问题。在简单的同步模型中，生产者和消费者线程共享一个缓冲区。需要确保每个生产的整数仅被消费一次，没有值丢失，也没有值被多次消费。同步机制保证生产者仅在缓冲区为空时生产，消费者仅在缓冲区为满时消费。生产者总是先开始，如果生产者自消费者上次消费后未生产，消费者会等待；如果消费者尚未消费生产者最近生产的值，生产者会等待。

以下是一个简单的示例输出：
| 操作 | 缓冲区值 | 缓冲区是否占用 |
| ---- | ---- | ---- |
| Producer writes 9 | 9 | true |
| Consumer reads 9 | 9 | false |
| Consumer tries to read. | 9 | false |
| Producer writes 10 | 10 | true |
| Consumer reads 10 | 10 | false |

但简单同步模型存在性能问题。由于无法假设并发线程的相对速度，线程与操作系统、网络、用户和其他组件的交互会导致线程速度不同且不断变化。当线程过度等待时，程序效率降低，交互式程序响应变慢，应用程序延迟增加。

2. 有界缓冲区的引入

为了减少共享资源且平均速度相同的线程的等待时间，可以实现有界缓冲区。有界缓冲区提供固定数量的缓冲单元，生产者可以将值放入其中，消费者可以从中检索这些值。

例如，当生产者暂时比消费者生产值快时，如果有可用的额外缓冲单元，