Java多线程基础之手撕生产者和消费者模式

最新推荐文章于 2025-05-31 00:11:41 发布

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本文介绍了Java中实现生产者消费者模式的基本思路，包括关键的数据结构、规则设定，以及如何利用wait()和notifyAll()方法实现线程间的同步与互斥。在该模式中，当缓存区满或空时，生产者和消费者会进行相应的阻塞与唤醒操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题描述
1. 数据结构：
  - 生产者/消费者
  - 缓存区(共享资源)
2. 规则：
  - 生产/消费者同时操作缓存区。
  - 当缓存区为空的时候，消费者不能消费，即消费者阻塞。
  - 当缓存区为满的时候，生产者不能生产，即生产者阻塞。
  - 生产者之间互斥，消费者之间同步。
代码实现
1. 使用wait() / notifyAll()，简单实现：
  - 当缓存区满或者空的时候，调用wait方法等待，当生产者生产一个资源或者消费者消费一个资源之后，唤醒所有线程。

public class Model_P_C {
    // 资源数
    public static int count = 0;
    // 缓冲区总大小
    public final static int FULL = 10;
    public static String L = "";
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Procuder()).start();
        new Thread(new Consumer()).start();
        new Thread(new Procuder()).start();
        new Thread(new Consumer()).start();
        new Thread(new Procuder()).start();
        new Thread(new Consumer()).start();
        new Thread(new Procuder()).start();
    }
    /**
     * 生产者
     * @author commonsstring@gmail.com
     */
    static class Procuder implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            // 运行10次
            for(int i = 0; i < 10; i++) {
                // 等待3s
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    // 生产
                    synchronized(L) {
                        // 当缓存区满的时候, 等待消费者消费
                        while(count == FULL) {
                            L.wait();
                        }
                        // 生产者生产
                        count++;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                + " 生产者生产, 缓冲区：" + count);
                        // 唤醒所有生产者和消费者
                        L.notifyAll();
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 消费者
     * @author commonsstring@gmail.com
     *
     */
    static class Consumer implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(300);
                    synchronized(L) {
                        while(count == 0) {
                            L.wait();
                        }
                        // 消费者消费
                        count--;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                + " 消费者消费, 缓冲区：" + count);
                        L.notifyAll();
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}