java同步示例生产与消费_面试题：Java并发编程生产者和消费者有序消费问题

最新推荐文章于 2025-01-24 18:09:20 发布

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#java同步示例生产与消费

本文介绍了如何解决并发编程中的资源有序生产消费问题，提出了两种解决方案：一是利用synchronized关键字和Object的监听器，二是采用java.util.concurrent.locks.Lock和Condition接口。通过示例代码详细解析了两种方法的实现过程，展示了如何通过标志变量控制生产与消费的顺序，确保线程间的协调与同步。

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摘要：对于一个资源对象，必须先生产再消费，消费后再生产，如此循环往复。为了解决这个并发问题，提供两种解决方案，一是使用synchronized关键字和Object对象的监听器，二是使用java.util.concurrent.locks下的类Lock和Condition。

§前言

定义一个实体类，名为资源，它有两个属性，分别是姓名和性别。兹有两个线程，一个是生产者，负责给资源实例的姓名和性别赋值，一个是消费者，负责打印资源实例的姓名和性别的值。

要求：有序生产和消费资源，即对于一个资源对象，必须先生产-消费-生产-消费，如此循环往复；当然了，第一个操作可能是消费者，这是没有资源可以消费的。

解决问题：生产者对资源对象赋值后进入等待状态，并唤醒消费者输出资源属性，输出后立刻唤醒生产者。一般要加入个标志进行辅助，判断能否生产或者消费。

§案例分析

有两个解决方案，一是使用synchronized关键字，二是使用java.util.concurrent.locks下的类Lock和Condition。两个方案都需要加入一个标志，标记当前是否允许打印或者赋值。

§使用同步锁synchronized关键字

package com.eg.wiener.conccurrency;

/**

* 妖的出现，有序打印字符串信息

class Resource {

/* 姓名 */

private String name;

/* 性别 */

private String sex;

//标记一个操作单元是否完成，true 是

private boolean flag = false;

//赋值功能。

public synchronized void set(String name, String sex) {

if (flag) {

try {

// 赋值函数进入等待状态

this.wait();

} catch (InterruptedException e) {

}

this.name = name;

this.sex = sex;

flag = true;

// 赋值结束，唤醒打印函数

this.notify();

}

/**

* 消费者，获取资源属性

public synchronized void out() {

if (!flag)

try {

//进入等待状态，停止打印

this.wait();

} catch (InterruptedException e) {

}

System.out.println(name + "------" + sex);

flag = false;

//打印结束，唤醒资源赋值函数

this.notify();

}

//生产者，赋值线程任务

class Input implements Runnable {

private Resource r;

//任务一初始化就必须有要处理的资源。

Input(Resource r) {

this.r = r;

}

// 赋值

public void run() {

int x = 0;

while (true) {

if (x == 0) {

r.set("张飞", "男");

} else {

r.set("rose", "女女女女");

}

//根据取模结果实现切换

x = (x + 1) % 2;

}

//获取值线程任务

class Output implements Runnable {

private Resource r;

Output(Resource r) {

this.r = r;

}

public void run() {

while (true) {

r.out();

}

public class ThreadTest2_3 {

public static void main(String[] args) {

Resource r = new Resource();

Input in = new Input(r);

Output out = new Output(r);

Thread t1 = new Thread(in);

Thread t2 = new Thread(out);

t1.start();

t2.start();

}

实现方案分析：通过synchronized关键字锁定同一个资源(记住 currentRes)后，定义标记flag，由flag的值决定打印或者赋值操作是否允许，不允许的时候就调用currentRes的wait函数，让出CPU执行权，唤醒另一个操作。

§使用JUC的Lock和Condition

在 Condition 对象中，await、signal 和 signalAll三个方法分别对应于 Object实例的三个监视器方法 wait、notify 和 notifyAll。Condition 接口与 Lock 配合实现了等待/通知模式，要为某个 Lock 对象(例如 aLock)获得 Condition 对象，需要aLock调用函数newCondition() 。

package com.eg.wiener.conccurrency;

import java.util.concurrent.locks.*;

/**

* 程序改成JDK1.5的Lock Condition接口

class Resource {

private String name;

private String sex;

//定义标记

private boolean flag = false;

//先创建锁对象

private final Lock lock = new ReentrantLock();

//通过锁对象获取监视器对象