生产者/消费者实现方式一: 管程法

本文介绍了一种使用管程法实现的生产者/消费者模式。通过一个共享的缓冲区,生产者线程生产产品并将其放入缓冲区,而消费者线程从缓冲区中取出产品进行消费。文中详细解释了如何使用synchronized关键字和wait/notifyAll方法来同步生产者和消费者线程,确保了线程安全和资源的有效利用。
package com.yunding.concurrent;

/**
 * 生产者/消费者实现方式一: 管程法
 * 
 * @author beOkWithAnything
 *
 */
public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		Container container = new Container();
		new Productor(container).start();
		new Consumer(container).start();
	}

}

// 生产者
class Productor extends Thread {
	// 持有对产品容器的引用
	Container container;

	public Productor(Container container) {
		this.container = container;
	}

	@Override
	public void run() {
		// 生产
		for (int i = 0; i < 50; i++) {
			container.produce(new Product(i));
		}
	}
}

// 消费者
class Consumer extends Thread {
	// 持有对产品容器的引用
	Container container;

	public Consumer(Container container) {
		this.container = container;
	}

	@Override
	public void run() {
		// 消费
		for (int i = 0; i < 50; i++) {
			container.getProduct();
		}
	}
}

// 缓冲区
class Container {
	// 计数器
	int count = 0;
	// 存储容器
	Product[] products = new Product[10];

	// 生产产品
	synchronized void produce(Product product) {
		// 缓冲区已经填满,不能再生产
		if (count == products.length) {
			try {
				// 线程阻塞
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		// 生产了产品
		products[count] = product;
		count++;
		System.out.println("生产-- 》 第" + product.id + "个产品");
		// 通知消费者可以购买了
		this.notifyAll();
	}

	// 获取产品
	synchronized Product getProduct() {
		// 如果没有产品
		if (count == 0) {
			try {
				// 线程阻塞
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		// 消费了
		count--;
		Product product = products[count];
		System.out.println("消费-- 》 第" + product.id + "个产品");
		// 通知生产者可以开始生产了
		this.notifyAll();
		return product;
	}
}

// 产品
class Product {
	int id;

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

}

 

生产者消费者问题算实现》 设计思想 因为有多个缓冲区,所以生产者线程没有必要在生成新的数据之前等待最后个数据被消费者线程处理完毕。同样,消费者线程并不定每次只能处理个数据。在多缓冲区机制下,线程之间不必互相等待形成死锁,因而提高了效率。   多个缓冲区就好像使用条传送带替代托架,传送带上次可以放多个产品。生产者在缓冲区尾加入数据,而消费者则在缓冲区头读取数据。当缓冲区满的时候,缓冲区就上锁并等待消费者线程读取数据;每个生产或消费动作使得传送带向前移动个单位,因而,消费者线程读取数据的顺序和数据产生顺序是相同的。 可以引入个count计数器来表示已经被使用的缓冲区数量。用hNotEmptyEvent 和hNotFullEvent 来同步生产者消费者线程。每当生产者线程发现缓冲区满( count=BufferSize ),它就等待hNotEmptyEvent 事件。同样,当消费者线程发现缓冲区空,它就开始等待hNotEmptyEvent。生产者线程写入个新的数据之后,就立刻发出hNotEmptyEvent 来唤醒正在等待的消费者线程;消费者线程在读取个数据之后,就发出hNotFullEvent 来唤醒正在等待的生产者线程。 程序的设计思想大致为:设置while循环,pi生产者访问临界区,得到权限访问缓冲区,如果缓冲区满的,则等待,直到缓冲区非满;访问互斥锁,当得到互斥锁且缓冲区非满时,跳出while循环,开始产生新数据,并把数据存放于Buffer缓冲区中,当数据存放结束则结束临界区;接着唤醒消费者线程;ci消费者访问临界区,得到权限访问缓冲区,如果缓冲区为空,没有可以处理的数据,则释放互斥锁且等待,直到缓冲区非空;当等到缓冲区非空时,跳出while循环;消费者获得数据,并根据所获得的数据按类别消费(当消费者获得的数据为大写字母时,则把大写字母转换成小写字母,并显示;当消费者获得的数据为小写字母时,则把小写字母转换成大写字母,并显示;当消费者获得的数据为字符0、1、2、……8、9时,把这些字符直接显示到屏幕;当消费者获得的数据为符号(+、-、*、\……)时,把这些符号打印成7行7列的菱形);处理完数据后,结束临界区;接着唤醒生产者线程。
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