生产者与消费者案例-虚假唤醒

最新推荐文章于 2025-09-10 22:21:01 发布

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文章标签： java

原文链接：http://www.cnblogs.com/alsf/p/9131424.html

本文通过一个具体的案例，探讨了在多线程环境下生产者和消费者模型的实现方式及存在的问题。特别是针对虚假唤醒的问题，详细解释了如何通过将wait方法置于while循环中来解决这一问题。

以下是一个案例，有一个店员，负责进货和卖货。进货生产，卖货消费。

当商品超过10件，生产等待，消费继续，当少于0件，消费等待，消费继续。

正常代码如下：

package com.atguigu.juc;

/*
 * 生产者和消费者案例
 */
public class TestProductorAndConsumer {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        
        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer cus = new Consumer(clerk);
        
        new Thread(pro, "生产者 A").start();
        new Thread(cus, "消费者 B").start();
    }
}
//店员
class Clerk {
    private int product = 0;
    //进货
    public synchronized void get(){//循环次数：0
        if(product >= 10){
            System.out.println("产品已满！");
    
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + ++product);
        this.notifyAll();
    }
    //卖货
    public synchronized void sale(){//product = 0; 循环次数：0
        if(product <= 0){
            System.out.println("缺货！");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + --product);
        this.notifyAll();
    }
}

//生产者
class Productor implements Runnable{
    private Clerk clerk;

    public Productor(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) 
        {
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            clerk.get();
        }
    }
}

//消费者
class Consumer implements Runnable{
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            clerk.sale();
        }
    }
}

运行结果：

很和谐没问题！，生产者每次生产完就等待一下，导致消费者抢到资源，这样导致：0，1轮替。

但是，如果此时再假如一个生产者和消费者：

public class TestProductorAndConsumer {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        
        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer cus = new Consumer(clerk);
        
        new Thread(pro, "生产者 A").start();
        new Thread(cus, "消费者 B").start();

        new Thread(pro, "生产者 C").start();
       new Thread(cus, "消费者 D").start();
    }
}

此时运行结果：

可以看到，非常离谱！生产者数量为负数，并且一直没有停止的样子。

分析：

假如最开始是缺货状态，消费者B和D进入都是进入等待的，此时一个生产者抢到资源，进行生产，完事生产了一件，

两个消费者同时唤醒，唤醒了之后，每个消费者都继续下面代码，也就是wait下面的--product，导致数量为负数。

这个时候两个消费者再次进入当然还是等待，一个生产者再次进入，当然效果和上面一样，再次数量在-1的基础上，-1，-2。

这种现象叫做虚假唤醒。

为了解决这个，其实JDK中已经说明了，对于wait方法的使用，必须始终放在while循环中。

每次线程被唤醒之后都得重新进入循环，而不是直接执行下面的--或者++操作。

修改如下：

把上面的if换成while即可：

package com.atguigu.juc;

/*
 * 生产者和消费者案例
 */
public class TestProductorAndConsumer {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        
        Productor pro = new Productor(clerk);
        Consumer cus = new Consumer(clerk);
        
        new Thread(pro, "生产者 A").start();
        new Thread(cus, "消费者 B").start();

        new Thread(pro, "生产者 C").start();
        new Thread(cus, "消费者 D").start();
    }
}
//店员
class Clerk {
    private int product = 0;
    //进货
    public synchronized void get(){//循环次数：0
        while(product >= 10){//为了避免虚假唤醒问题，应该总是使用在循环中
            System.out.println("产品已满！");
    
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + ++product);
        this.notifyAll();
    }
    //卖货
    public synchronized void sale(){//product = 0; 循环次数：0
        while(product <= 0){
            System.out.println("缺货！");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + --product);
        this.notifyAll();
    }
}

//生产者
class Productor implements Runnable{
    private Clerk clerk;

    public Productor(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) 
        {
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            clerk.get();
        }
    }
}

//消费者
class Consumer implements Runnable{
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            clerk.sale();
        }
    }
}