生产者消费者

生产者消费者模式
原创 于 2017-07-11 13:53:18 发布 · 214 阅读 · 0 ·
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采用三种方法实现生产者消费者

（1）wait() / notify()方法

（2）await() / signal()方法

（3）BlockingQueue阻塞队列方法

public interface Storage {
	
	 public void consume(int num) ;
	 
	 public void produce(int num) ;
}


import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  

/** 
 * 仓库类Storage实现缓冲区 
 * 采用lock方法 同步
 * await()和signal()等同于 完全可以取代 wait和notify
 * 通过在Lock对象上调用newCondition()方法
 *  将条件变量和一个锁对象进行绑定，进而控制并发程序访问竞争资源的安全
 */  
public class Storage1 implements Storage  {  
	// 仓库最大存储量  
    private final int MAX_SIZE = 100;  
  
    // 仓库存储的载体  
    private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();  
  
    // 锁  
    private final Lock lock = new ReentrantLock();  
  
    // 仓库满的条件变量  
    private final Condition full = lock.newCondition();  
  
    // 仓库空的条件变量  
    private final Condition empty = lock.newCondition();  
  
    // 生产num个产品  
    public void produce(int num)  
    {  
        // 获得锁  
        lock.lock();  
  
        // 如果仓库剩余容量不足  
        while (list.size() + num > MAX_SIZE)  
        {  
            System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size()  
                    + "/t暂时不能执行生产任务!");  
            try  
            {  
                // 由于条件不满足，生产阻塞  
                full.await();  
            }  
            catch (InterruptedException e)  
            {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
  
        // 生产条件满足情况下，生产num个产品  
        for (int i = 1; i <= num; ++i)  
        {  
            list.add(new Object());  
        }  
  
        System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());  
  
        // 唤醒其他所有线程  
        full.signalAll();  
        empty.signalAll();  
  
        // 释放锁  
        lock.unlock();  
    }  
  
    // 消费num个产品  
    public void consume(int num)  
    {  
        // 获得锁  
        lock.lock();  
  
        // 如果仓库存储量不足  
        while (list.size() < num)  
        {  
            System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size()  
                    + "/t暂时不能执行消费任务!");  
            try  
            {  
                // 由于条件不满足，消费阻塞  
                empty.await();  
            }  
            catch (InterruptedException e)  
            {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
  
        // 消费条件满足情况下，消费num个产品  
        for (int i = 1; i <= num; ++i)  
        {  
            list.remove();  
        }  
  
        System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());  
  
        // 唤醒其他所有线程  
        full.signalAll();  
        empty.signalAll();  
  
        // 释放锁  
        lock.unlock();  
    }  
  
    // set/get方法  
    public int getMAX_SIZE()  
    {  
        return MAX_SIZE;  
    }  
  
    public LinkedList<Object> getList()  
    {  
        return list;  
    }  
  
    public void setList(LinkedList<Object> list)  
    {  
        this.list = list;  
    }  }  


import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

/** 
 * 仓库类Storage实现缓冲区 
 * 采用BlockingQueue
 * 实现方式采用的是我们第2种await() / signal()方法。它可以在生成对象时指定容量大小。它用于阻塞操作的是put()和take()方法
 *  
 *  
 */  
public class Storage2 implements Storage{  
    // 仓库最大存储量  
    private final int MAX_SIZE = 100;  
  
    // 仓库存储的载体  
    private LinkedBlockingQueue<Object> list = new LinkedBlockingQueue<Object>(  
            100);  
  
    // 生产num个产品  
    public void produce(int num)  
    {  
        // 如果仓库剩余容量为0  
        if (list.size() == MAX_SIZE)  
        {  
            System.out.println("【库存量】:" + MAX_SIZE + "/t暂时不能执行生产任务!");  
        }  
  
        // 生产条件满足情况下，生产num个产品  
        for (int i = 1; i <= num; ++i)  
        {  
            try  
            {  
                // 放入产品，自动阻塞  
                list.put(new Object());  
            }  
            catch (InterruptedException e)  
            {  
                e.printStackTrace();  
            }  
  
            System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size());  
        }  
    }  
  
    // 消费num个产品  
    public void consume(int num)  
    {  
        // 如果仓库存储量不足  
        if (list.size() == 0)  
        {  
            System.out.println("【库存量】:0/t暂时不能执行消费任务!");  
        }  
  
        // 消费条件满足情况下，消费num个产品  
        for (int i = 1; i <= num; ++i)  
        {  
            try  
            {  
                // 消费产品，自动阻塞  
                list.take();  
            }  
            catch (InterruptedException e)  
            {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
  
        System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size());  
    }  
  
    // set/get方法  
    public LinkedBlockingQueue<Object> getList()  
    {  
        return list;  
    }  
  
    public void setList(LinkedBlockingQueue<Object> list)  
    {  
        this.list = list;  
    }  
  
    public int getMAX_SIZE()  
    {  
        return MAX_SIZE;  
    }  
}  


import java.util.LinkedList;  

/** 
 * 仓库类Storage实现缓冲区 
 * synchronized 同步锁
 * 采用wait()和notifyall()方法
 * 
 */  
public class Storage3 implements Storage{  
    // 仓库最大存储量  
    private final int MAX_SIZE = 100;  
  
    // 仓库存储的载体  
    private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();  
  
    // 生产num个产品  
    public void produce(int num)  
    {  
        // 同步代码段  
        synchronized (list)  
        {  
            // 如果仓库剩余容量+生产大于max
            while (list.size() + num > MAX_SIZE)  
            {  
                System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:"  
                        + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");  
                try  
                {  
                    // 由于条件不满足，生产阻塞  
                    list.wait();  
                }  
                catch (InterruptedException e)  
                {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
  
            // 生产条件满足情况下，生产num个产品  
            for (int i = 1; i <= num; ++i)  
            {  
                list.add(new Object());  
            }  
  
            System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());  
  
            list.notifyAll();  
        }  
    }  
  
    // 消费num个产品  
    public void consume(int num)  
    {  
        // 同步代码段  
        synchronized (list)  
        {  
            // 如果仓库存储量不足  
            while (list.size() < num)  
            {  
                System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:"  
                        + list.size() + "/t暂时不能执行消费任务!");  
                try  
                {  
                    // 由于条件不满足，消费阻塞  
                    list.wait();  
                }  
                catch (InterruptedException e)  
                {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
  
            // 消费条件满足情况下，消费num个产品  
            for (int i = 1; i <= num; ++i)  
            {  
                list.remove();  
            }  
  
            System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());  
  
            list.notifyAll();  
        }  
    }  
  
    // get/set方法  
    public LinkedList<Object> getList()  
    {  
        return list;  
    }  
  
    public void setList(LinkedList<Object> list)  
    {  
        this.list = list;  
    }  
  
    public int getMAX_SIZE()  
    {  
        return MAX_SIZE;  
    }  

}  


/** 
 * 生产者类Producer继承线程类Thread 
 *  
 */  
public class Producer extends Thread  
{  
    // 每次生产的产品数量  
    private int num;  
  
    // 所在放置的仓库  
    private Storage storage;  
  
    // 构造函数，设置仓库  
    public Producer(Storage storage)  
    {  
        this.storage = storage;  
    }  
  
    // 线程run函数  
    public void run()  
    {  
        produce(num);  
    }  
  
    // 调用仓库Storage的生产函数  
    public void produce(int num)  
    {  
        storage.produce(num);  
    }  
  
    // get/set方法  
    public int getNum()  
    {  
        return num;  
    }  
  
    public void setNum(int num)  
    {  
        this.num = num;  
    }  
  
    public Storage getStorage()  
    {  
        return storage;  
    }  
  
    public void setStorage(Storage3 storage)  
    {  
        this.storage = storage;  
    }  
}  


/** 
 * 消费者类Consumer继承线程类Thread 
 *  
 * Email:530025983@qq.com 
 *  
 * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 
 *  
 */  
public class Consumer extends Thread  
{  
    // 每次消费的产品数量  
    private int num;  
  
    // 所在放置的仓库  
    private Storage storage;  
  
    // 构造函数，设置仓库  
    public Consumer(Storage storage)  
    {  
        this.storage = storage;  
    }  
  
    // 线程run函数  
    public void run()  
    {  
        consume(num);  
    }  
  
    // 调用仓库Storage的生产函数  
    public void consume(int num)  
    {  
        storage.consume(num);  
    }  
  
    // get/set方法  
    public int getNum()  
    {  
        return num;  
    }  
  
    public void setNum(int num)  
    {  
        this.num = num;  
    }  
  
    public Storage getStorage()  
    {  
        return storage;  
    }  
  
    public void setStorage(Storage3 storage)  
    {  
        this.storage = storage;  
    }  
}  


public class Test  
{  
    public static void main(String[] args)  
    {  
        // 仓库对象  
        Storage storage = new Storage1();  
  
        // 生产者对象  
        Producer p1 = new Producer(storage);  
        Producer p2 = new Producer(storage);  
        Producer p3 = new Producer(storage);  
        Producer p4 = new Producer(storage);  
        Producer p5 = new Producer(storage);  
        Producer p6 = new Producer(storage);  
        Producer p7 = new Producer(storage);  
  
        // 消费者对象  
        Consumer c1 = new Consumer(storage);  
        Consumer c2 = new Consumer(storage);  
        Consumer c3 = new Consumer(storage);  
  
        // 设置生产者产品生产数量  
        p1.setNum(10);  
        p2.setNum(10);  
        p3.setNum(10);  
        p4.setNum(10);  
        p5.setNum(10);  
        p6.setNum(10);  
        p7.setNum(80);  
  
        // 设置消费者产品消费数量  
        c1.setNum(50);  
        c2.setNum(20);  
        c3.setNum(100);  
  
        // 线程开始执行  
        c1.start();  
        c2.start();  
        c3.start();  
        p1.start();  
        p2.start();  
        p3.start();  
        p4.start();  
        p5.start();  
        p6.start();  
        p7.start();  
    }  
}


其中用到的设计模式：策略模式
对于storage 采用了一个接口实现produce和consume方法  这样测试的时候可以直接new不同的对象  ，而不用修改过多代码。其中把produce和consume方法写在storage中

也是为了测试方便 。



具体参考  http://blog.youkuaiyun.com/monkey_d_meng/article/details/6251879/

简单的修改了一下 自己复习用

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