生产者与消费者

最新推荐文章于 2022-02-01 19:51:56 发布

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#多线程 #生产者与消费者 #互斥 #临界区 #临界资源

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本文介绍了一个经典的并发编程问题——生产者消费者模式，并提供了一个使用Java实现的具体案例。该模式涉及多线程同步问题，通过生产线类实现产品生产和消费的同步控制。

1、生产者与消费者问题的描述

一个或者多个生产者，一个或者多个消费者。生产者在一条生产线不停地生产产品，消费者们不停地消费产品，需要注意的是

这里的生产线属于临界资源（Critical Source）.

当生产线的产品生产满之后，生产者不能再往生产线生产产品，当生产线为空时消费者不能往生产线消费产品。

生产线里面有两个方法，生产和消费，这两个方法都临界区（Critical Section），只能互斥访问。

2、java的实现

生产线：

public class ProductLine {
	Object[] ts;
	int index;

	public ProductLine(int capacity) {
		this.ts = new Object[capacity];
	}
	//生产
	public synchronized void push(Object t){
		while(index == ts.length){
			try {
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		this.notifyAll();
		ts[index ++ ] = t;
	}
	//消费
	public synchronized Object pop(){
		while(index == 0){
			try {
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		this.notifyAll();
		return  ts[--index];
	}

}

生产者：

public class Producer implements Runnable {
	int id;
	private ProductLine pl;

	Producer(int id, ProductLine pl) {
		this.id = id;
		this.pl = pl;
	}

	@Override
	public void run() {
		int i = 1;
		for(int j=0; j<60; j++) {
			pl.push(new Product(i++));
		
			System.out.println("p" + id + " produce " + (i-1));
			try {
				Thread.sleep((int) (Math.random() * 200));
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

}

消费者：

public class Consummer implements Runnable {
	int id;
	private ProductLine pl;

	Consummer(int id, ProductLine pl) {
		this.id = id;
		this.pl = pl;
	}

	@Override
	public void run() {
		
		for(int j=0; j<20; j++) {
			Product p = (Product)pl.pop();
			System.out.println("c" + id + " consumme " + p.id);
			try {
				Thread.sleep((int) (Math.random() * 1000));
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

}

产品：

public class Product {
	int id = -1;

	public Product(int id) {
		super();
		this.id = id;
	}

}

测试：

public class Test_Producer_Consummer {
	public static void main(String[] args) {
		ProductLine pl = new ProductLine(10);
		Thread p1 = new Thread(new Producer(1, pl));
		Thread c1 = new Thread(new Consummer(1, pl));
		Thread c2 = new Thread(new Consummer(2, pl));
		Thread c3 = new Thread(new Consummer(3, pl));
		p1.start();
		c1.start();
		c2.start();
		c3.start();
	}
}