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转： 【Java并发编程】之十三：生产者—消费者模型（含代码）

2024-09-27 21:00:02   215人阅读

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    生产者消费者问题是线程模型中的经典问题：生产者和消费者在同一时间段内共用同一存储空间，生产者向空间里生产数据，而消费者取走数据。

    这里实现如下情况的生产--消费模型：

    生产者不断交替地生产两组数据“姓名--1 --> 内容--1”，“姓名--2--> 内容--2”，消费者不断交替地取得这两组数据，这里的“姓名--1”和“姓名--2”模拟为数据的名称，“内容--1 ”和“内容--2 ”模拟为数据的内容。

     由于本程序中牵扯到线程运行的不确定性，因此可能会出现以下问题：

     1、假设生产者线程刚向数据存储空间添加了数据的名称，还没有加入该信息的内容，程序就切换到了消费者线程，消费者线程将把信息的名称和上一个信息的内容联系在一起；

     2、生产者生产了若干次数据，消费者才开始取数据，或者是，消费者取完一次数据后，还没等生产者放入新的数据，又重复取出了已取过的数据。

 

     问题1很明显要靠同步来解决，问题2则需要线程间通信，生产者线程放入数据后，通知消费者线程取出数据，消费者线程取出数据后，通知生产者线程生产数据，这里用wait/notify机制来实现。

 

     详细的实现代码如下：

[java] view plain copy
  1. class Info{ // 定义信息类  
  2.     private String name = "name";//定义name属性，为了与下面set的name属性区别开  
  3.     private String content = "content" ;// 定义content属性，为了与下面set的content属性区别开  
  4.     private boolean flag = true ;   // 设置标志位,初始时先生产  
  5.     public synchronized void set(String name,String content){  
  6.         while(!flag){  
  7.             try{  
  8.                 super.wait() ;  
  9.             }catch(InterruptedException e){  
  10.                 e.printStackTrace() ;  
  11.             }  
  12.         }  
  13.         this.setName(name) ;    // 设置名称  
  14.         try{  
  15.             Thread.sleep(300) ;  
  16.         }catch(InterruptedException e){  
  17.             e.printStackTrace() ;  
  18.         }  
  19.         this.setContent(content) ;  // 设置内容  
  20.         flag  = false ; // 改变标志位，表示可以取走  
  21.         super.notify();  
  22.     }  
  23.     public synchronized void get(){  
  24.         while(flag){  
  25.             try{  
  26.                 super.wait() ;  
  27.             }catch(InterruptedException e){  
  28.                 e.printStackTrace() ;  
  29.             }  
  30.         }  
  31.         try{  
  32.             Thread.sleep(300) ;  
  33.         }catch(InterruptedException e){  
  34.             e.printStackTrace() ;  
  35.         }  
  36.         System.out.println(this.getName() +   
  37.             " --> " + this.getContent()) ;  
  38.         flag  = true ;  // 改变标志位，表示可以生产  
  39.         super.notify();  
  40.     }  
  41.     public void setName(String name){  
  42.         this.name = name ;  
  43.     }  
  44.     public void setContent(String content){  
  45.         this.content = content ;  
  46.     }  
  47.     public String getName(){  
  48.         return this.name ;  
  49.     }  
  50.     public String getContent(){  
  51.         return this.content ;  
  52.     }  
  53. }  
  54. class Producer implements Runnable{ // 通过Runnable实现多线程  
  55.     private Info info = null ;      // 保存Info引用  
  56.     public Producer(Info info){  
  57.         this.info = info ;  
  58.     }  
  59.     public void run(){  
  60.         boolean flag = true ;   // 定义标记位  
  61.         for(int i=0;i<10;i++){  
  62.             if(flag){  
  63.                 this.info.set("姓名--1","内容--1") ;    // 设置名称  
  64.                 flag = false ;  
  65.             }else{  
  66.                 this.info.set("姓名--2","内容--2") ;    // 设置名称  
  67.                 flag = true ;  
  68.             }  
  69.         }  
  70.     }  
  71. }  
  72. class Consumer implements Runnable{  
  73.     private Info info = null ;  
  74.     public Consumer(Info info){  
  75.         this.info = info ;  
  76.     }  
  77.     public void run(){  
  78.         for(int i=0;i<10;i++){  
  79.             this.info.get() ;  
  80.         }  
  81.     }  
  82. }  
  83. public class ThreadCaseDemo03{  
  84.     public static void main(String args[]){  
  85.         Info info = new Info(); // 实例化Info对象  
  86.         Producer pro = new Producer(info) ; // 生产者  
  87.         Consumer con = new Consumer(info) ; // 消费者  
  88.         new Thread(pro).start() ;  
  89.         //启动了生产者线程后，再启动消费者线程  
  90.         try{  
  91.             Thread.sleep(500) ;  
  92.         }catch(InterruptedException e){  
  93.             e.printStackTrace() ;  
  94.         }  
  95.   
  96.         new Thread(con).start() ;  
  97.     }  
  98. }  


     执行结果如下：

技术分享

 

     另外，在run方法中，二者循环的次数要相同，否则，当一方的循环结束时，另一方的循环依然继续，它会阻塞在wait（）方法处，而等不到对方的notify通知。

 

 

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