生产者与消费者模式

本文介绍了生产者消费者模式的两种实现方式,分别是管程法(通过Buffer类和同步机制)和红绿灯法(使用信号灯控制生产与消费),展示了如何在Java中模拟并发场景中的资源分配与同步。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

生产者与消费者模式

1、主要思想:使用数组是实现缓存机制,当数组满时线程A(生产者)释放锁,并通知另一个线程B(消费者)拿锁操作资源,当消费者操作了资源就释放锁并通知生产者拿锁,操作资源

这里使用了管程法

//生产者和消费者模式:管程法
//生产者——>生产鸡
//消费者——>消费鸡
public class ProducerAndConsumer {

    public static void main(String[] args) {
        Buffer buffer = new Buffer();
        new Producer(buffer).start();
        new Consumer(buffer).start();
    }

}

//生产者
class Producer extends Thread{
    private final Buffer buffer;
    public Producer(Buffer buffer) {
        this.buffer=buffer;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {

            synchronized (buffer){
                buffer.push(new Chicken(i));
                System.out.println("生产的第"+i+"只鸡");
            }
        }
    }
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
    private final Buffer buffer;
    public Consumer(Buffer buffer) {
        this.buffer=buffer;
    }
    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {

            System.out.println("消费了第"+buffer.get().getId()+"只鸡");

        }
    }
}
//缓冲区
class Buffer{
    //缓冲区大小  建立一个可以存放10个<鸡对象>的数组
    private final Chicken[] chickens=new Chicken[10];

    //缓冲区计数器
    private int count=0;

    //生产者 放入产品
    synchronized public void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了,  生产者停止生产wait(),  通知消费者消费notify()
        if(count==chickens.length){

            try {
                this.wait();//生产者停止生产
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

        //如果容器没满,生产者生产产品

        chickens[count]=chicken;
        count++;
        this.notifyAll();//通知消费者消费

    }

    //消费者 拿产品
    synchronized public Chicken get(){
        //如果容器里没有产品,就等待
        if(count<=0){

            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        //如果有产品,就消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];
        //吃完了鸡,就叫生产者生产
        this.notifyAll();

        return chicken;

    }


}

//产品  鸡
class Chicken{
    //鸡的编号
    private int id;

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

    public int getId() {
        return id;
    }

}

红绿灯法

package com.yiheng.producerAndConsumer01;
//生产者-消费者模式:红绿灯法
//生产者——>生产鸡
//消费者——>消费鸡
public class ProducerAndConsumer01 {
    public static void main(String[] args) {
        Chicken chicken = new Chicken(0);
        Producer producer = new Producer(chicken);
        Consumer consumer = new Consumer(chicken);
        new Thread(producer).start();
        new Thread(consumer).start();

    }

}

//生产者
class Producer implements Runnable{

    Chicken chicken;
    public Producer(Chicken chicken) {
        this.chicken = chicken;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            chicken.produce(i);
        }
    }
}

//消费者
class Consumer implements Runnable{

    Chicken chicken;
    public Consumer(Chicken chicken) {
        this.chicken = chicken;
    }

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            chicken.consume();
        }
    }
}

//产品  鸡
class Chicken{
    //鸡的编号
    private int id;
    //立灯
    private boolean flag=true;

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

    public int getId() {
        return id;
    }

    //生产
    public synchronized void produce(int i){
        //如果灯为false,停止生产
        if (!flag){

            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        //如果灯为true,开始生产
        System.out.println("生产了第"+i+"只鸡");
        this.id=i;//给生产的鸡赋予编号;
        this.flag=!this.flag;//让灯变为假
        this.notifyAll();//通知消费者开始消费

    }
    //消费
    public synchronized void consume(){
        //如果灯为真,停止消费
        if(flag){

            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        //如果灯为假,开始消费
        System.out.println("消费了的鸡的编号为:"+this.id);
        this.flag=!this.flag;//让灯变为真
        this.notifyAll();//通知生产者生产
    }

}```

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