生产者消费者模式详解-优快云博客

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_41247433/article/details/79434202

生产者消费者模式是并发、多线程编程中经典的设计模式，生产者和消费者通过分离的执行工作解耦，简化了开发模式，生产者和消费者可以以不同的速度生产和消费数据。

真实世界中的生产者消费者模式

生产者和消费者模式在生活当中随处可见，它描述的是协调与协作的关系。比如一个人正在准备食物（生产者），而另一个人正在吃（消费者），他们使用一个共用的桌子用于放置盘子和取走盘子，生产者准备食物，如果桌子上已经满了就等待，消费者（那个吃的）等待如果桌子空了的话。这里桌子就是一个共享的对象。

我们看这样一个例子：

生产者：往一个公共的盒子里面放苹果

消费者：从公共的盒子里面取苹果

盒子：盒子的容量不能超过5

下面我们用两者方法分别实现这样一个场景。

方法一： wait() 和 notify() 通信方法实现

看盒子代码

public class PublicBox {

private int apple = 0;

public synchronized void increace() {

while (apple ==5) {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

apple++;

System. out .println("生成苹果成功！" );

notify();

}

public synchronized void decreace() {

while (apple ==0) {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

apple--;

System. out.println( "消费苹果成功！" );

notify();

}

public static void main(String []args)

{

PublicBox box= new PublicBox();

Consumer con= new Consumer(box);

Producer pro= new Producer(box);

Thread t1= new Thread(con);

Thread t2= new Thread(pro);

t1.start();

t2.start();

}

生产者代码（定义十次）：

public class Producer implements Runnable {

private PublicBox box;

public Producer(PublicBox box) {

this .box = box;

}

@Override

public void run() {

for( int i=0;i<10;i++)

{

try {

System. out .println("pro i:" +i);

Thread. sleep(30);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO: handle exception

e.printStackTrace();

}

box.increace();

}

消费者代码（同样十次）：

public class Consumer implements Runnable {

private PublicBox box;

public Consumer(PublicBox box) {

this .box = box;

}

@Override

public void run() {

for( int i=0;i<10;i++)

{

try {

System. out .println("Con: i " +i);

Thread. sleep(3000); // 这里设置跟上面30不同是为了盒子中的苹果能够增加，不会生产一个马上被消费

} catch (InterruptedException e) {

// TODO: handle exception

e.printStackTrace();

}

box.decreace();

}

输出如下：

pro i:0

Con: i 0

生成苹果成功！

pro i:1

生成苹果成功！

pro i:2

生成苹果成功！

pro i:3

生成苹果成功！

pro i:4

生成苹果成功！

pro i:5

消费苹果成功！

Con: i 1

生成苹果成功！

pro i:6

消费苹果成功！

Con: i 2

生成苹果成功！

pro i:7

消费苹果成功！

生成苹果成功！

pro i:8

Con: i 3

消费苹果成功！

生成苹果成功！

pro i:9

Con: i 4

消费苹果成功！

生成苹果成功！

Con: i 5

消费苹果成功！

Con: i 6

消费苹果成功！

Con: i 7

消费苹果成功！

Con: i 8

消费苹果成功！

Con: i 9

消费苹果成功！

方法二：采用阻塞队列实现生产者消费者模式

阻塞队列实现生产者消费者模式超级简单，它提供开箱即用支持阻塞的方法put()和take()，开发者不需要写困惑的wait-nofity代码去实现通信。BlockingQueue 一个接口，Java5提供了不同的现实，如ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue，两者都是先进先出（FIFO）顺序。而ArrayLinkedQueue是自然有界的，LinkedBlockingQueue可选的边界。下面这是一个完整的生产者消费者代码例子，对比传统的wait、nofity代码，它更易于理解。

盒子代码：

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class PublicBoxQueue {

public static void main(String []args)

{

BlockingQueue publicBoxQueue= new LinkedBlockingQueue(5); //定义了一个大小为5的盒子

Thread pro= new Thread(new ProducerQueue(publicBoxQueue));

Thread con= new Thread(new ConsumerQueue(publicBoxQueue));

pro.start();

con.start();

}