Java并发编程(13):生产者—消费者模型(含代码)

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:

class Info{	// 定义信息类
	private String name = "name";//定义name属性,为了与下面set的name属性区别开
	private String content = "content" ;// 定义content属性,为了与下面set的content属性区别开
	private boolean flag = true ;	// 设置标志位,初始时先生产
	public synchronized void set(String name,String content){
		while(!flag){
			try{
				super.wait() ;
			}catch(InterruptedException e){
				e.printStackTrace() ;
			}
		}
		this.setName(name) ;	// 设置名称
		try{
			Thread.sleep(300) ;
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace() ;
		}
		this.setContent(content) ;	// 设置内容
		flag  = false ;	// 改变标志位,表示可以取走
		super.notify();
	}
	public synchronized void get(){
		while(flag){
			try{
				super.wait() ;
			}catch(InterruptedException e){
				e.printStackTrace() ;
			}
		}
		try{
			Thread.sleep(300) ;
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace() ;
		}
		System.out.println(this.getName() + 
			" --> " + this.getContent()) ;
		flag  = true ;	// 改变标志位,表示可以生产
		super.notify();
	}
	public void setName(String name){
		this.name = name ;
	}
	public void setContent(String content){
		this.content = content ;
	}
	public String getName(){
		return this.name ;
	}
	public String getContent(){
		return this.content ;
	}
}
class Producer implements Runnable{	// 通过Runnable实现多线程
	private Info info = null ;		// 保存Info引用
	public Producer(Info info){
		this.info = info ;
	}
	public void run(){
		boolean flag = true ;	// 定义标记位
		for(int i=0;i<10;i++){
			if(flag){
				this.info.set("姓名--1","内容--1") ;	// 设置名称
				flag = false ;
			}else{
				this.info.set("姓名--2","内容--2") ;	// 设置名称
				flag = true ;
			}
		}
	}
}
class Consumer implements Runnable{
	private Info info = null ;
	public Consumer(Info info){
		this.info = info ;
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<10;i++){
			this.info.get() ;
		}
	}
}
public class ThreadCaseDemo03{
	public static void main(String args[]){
		Info info = new Info();	// 实例化Info对象
		Producer pro = new Producer(info) ;	// 生产者
		Consumer con = new Consumer(info) ;	// 消费者
		new Thread(pro).start() ;
		//启动了生产者线程后,再启动消费者线程
		try{
			Thread.sleep(500) ;
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace() ;
		}

		new Thread(con).start() ;
	}
}

执行结果如下:

     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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