线程通信：生产者消费者例题

我们查看线程通信：

package com.ypl.exer;

/**
 * 线程通信的例子：使用两个线程打印1-100.线程1，线程2 交替打印
 * 涉及到的三个方法：
 * wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
 * notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程，如果有多个线程被wait,就会唤醒优先级高的那个
 * notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的一个线程
 * 说明：
 * 1.wait()、notify()、notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
 * 2.wait()、notify()、notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器，
 * 否则会出现IllegalMonitorStateException异常
 * 3.wait()、notify()、notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中
 */

class Number implements Runnable {
    private int number = 1;
    Object obj=new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (obj) {
                obj.notify();
                if (number <= 100) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number);
                    number++;
                    try {
                        //使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
                      obj.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}
public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);
        Thread t2 = new Thread(number);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");

        t1.start();
        t2.start();

    }
}

我们运行之后如下所示：

 我们查看生产者消费者例题如下所示：

生产者（Productor)将产品交给店员（Clerk),而消费者（Customer)从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品（比如：20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。

这里可能出现两个问题：

生产者比消费者快时，消费者会漏掉一些数据没有取到。

消费者比生产者快时，消费者会取相同的数据。

我们来进行分析如下所示：

通过本题，我们需要设置生产品这个类，设置店员这个属性，消费者为类，而产品为共享数据。

package com.ypl.exer;

/**
 * 生产者（Productor)将产品交给店员（Clerk),而消费者（Customer)从店员处取走产品，
 * 店员一次只能持有固定数量的产品（比如：20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，
 * 如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；
 * 如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
 *
 * 分析：
 * 1.是否是多线程问题？是，生产者线程，消费者线程
 * 2.是否有共享数据？是，店员（或产品）
 * 3.如何解决线程的安全问题？同步机制，有三种方法
 * 4.是否涉及线程通信？是
 */

class Clerk{

  private  int productCount=0;
    //生产产品
    public synchronized void produceProduct() {
        if(productCount<20){
            productCount++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始生产第"+productCount+"个产品");
            //生产者只需要生产一个产品，就可以唤醒消费者的wait.
            notify();
        }else {
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //消费产品
    public synchronized void consumeProduct() {
        if(productCount>0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始消费第"+productCount+"个产品");
            productCount--;
            //消费者只需要消费一个产品就可以唤醒生产者。
            notify();
        }else {
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
class Producer extends  Thread{//生产者
    private  Clerk clerk;

    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName()+":开始生产产品");
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.produceProduct();
        }
    }
}
class  Consumer extends  Thread{ //消费者
    private  Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName()+":开始消费产品");
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.consumeProduct();
        }
    }
}
public class ProductTest {
    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        Producer producer = new Producer(clerk);
        producer.setName("生产者1");
        Consumer consumer = new Consumer(clerk);
        consumer.setName("消费者1");
        Consumer consumer1 = new Consumer(clerk);
        consumer1.setName("消费者2");
        producer.start();
        consumer.start();
        consumer1.start();
    }
}

运行之后如下所示：