`

Java线程:并发协作-生产者消费者模型

阅读更多
对于多线程程序来说,不管任何编程语言,生产者和消费者模型都是最经典的。就像学习每一门编程语言一样,Hello World!都是最经典的例子。
 
实际上,准确说应该是“生产者-消费者-仓储”模型,离开了仓储,生产者消费者模型就显得没有说服力了。
对于此模型,应该明确一下几点:
1、生产者仅仅在仓储未满时候生产,仓满则停止生产。
2、消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费,仓空则等待。
3、当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。
4、生产者在生产出可消费产品时候,应该通知等待的消费者去消费。
 
此模型将要结合java.lang.Object的wait与notify、notifyAll方法来实现以上的需求。这是非常重要的。
 
/** 
* Java线程:并发协作-生产者消费者模型 

* @author leizhimin 2009-11-4 14:54:36 
*/
 
public class Test { 
        public static void main(String[] args) { 
                Godown godown = new Godown(30); 
                Consumer c1 = new Consumer(50, godown); 
                Consumer c2 = new Consumer(20, godown); 
                Consumer c3 = new Consumer(30, godown); 
                Producer p1 = new Producer(10, godown); 
                Producer p2 = new Producer(10, godown); 
                Producer p3 = new Producer(10, godown); 
                Producer p4 = new Producer(10, godown); 
                Producer p5 = new Producer(10, godown); 
                Producer p6 = new Producer(10, godown); 
                Producer p7 = new Producer(80, godown); 

                c1.start(); 
                c2.start(); 
                c3.start(); 
                p1.start(); 
                p2.start(); 
                p3.start(); 
                p4.start(); 
                p5.start(); 
                p6.start(); 
                p7.start(); 
        } 


/** 
* 仓库 
*/
 
class Godown { 
        public static final int max_size = 100; //最大库存量 
        public int curnum;     //当前库存量 

        Godown() { 
        } 

        Godown(int curnum) { 
                this.curnum = curnum; 
        } 

        /** 
         * 生产指定数量的产品 
         * 
         * @param neednum 
         */
 
        public synchronized void produce(int neednum) { 
                //测试是否需要生产 
                while (neednum + curnum > max_size) { 
                        System.out.println("要生产的产品数量" + neednum + "超过剩余库存量" + (max_size - curnum) + ",暂时不能执行生产任务!"); 
                        try { 
                                //当前的生产线程等待 
                                wait(); 
                        } catch (InterruptedException e) { 
                                e.printStackTrace(); 
                        } 
                } 
                //满足生产条件,则进行生产,这里简单的更改当前库存量 
                curnum += neednum; 
                System.out.println("已经生产了" + neednum + "个产品,现仓储量为" + curnum); 
                //唤醒在此对象监视器上等待的所有线程 
                notifyAll(); 
        } 

        /** 
         * 消费指定数量的产品 
         * 
         * @param neednum 
         */
 
        public synchronized void consume(int neednum) { 
                //测试是否可消费 
                while (curnum < neednum) { 
                        try { 
                                //当前的生产线程等待 
                                wait(); 
                        } catch (InterruptedException e) { 
                                e.printStackTrace(); 
                        } 
                } 
                //满足消费条件,则进行消费,这里简单的更改当前库存量 
                curnum -= neednum; 
                System.out.println("已经消费了" + neednum + "个产品,现仓储量为" + curnum); 
                //唤醒在此对象监视器上等待的所有线程 
                notifyAll(); 
        } 


/** 
* 生产者 
*/
 
class Producer extends Thread { 
        private int neednum;                //生产产品的数量 
        private Godown godown;            //仓库 

        Producer(int neednum, Godown godown) { 
                this.neednum = neednum; 
                this.godown = godown; 
        } 

        public void run() { 
                //生产指定数量的产品 
                godown.produce(neednum); 
        } 


/** 
* 消费者 
*/
 
class Consumer extends Thread { 
        private int neednum;                //生产产品的数量 
        private Godown godown;            //仓库 

        Consumer(int neednum, Godown godown) { 
                this.neednum = neednum; 
                this.godown = godown; 
        } 

        public void run() { 
                //消费指定数量的产品 
                godown.consume(neednum); 
        } 
}
 
已经生产了10个产品,现仓储量为40 
已经生产了10个产品,现仓储量为50 
已经消费了50个产品,现仓储量为0 
已经生产了80个产品,现仓储量为80 
已经消费了30个产品,现仓储量为50 
已经生产了10个产品,现仓储量为60 
已经消费了20个产品,现仓储量为40 
已经生产了10个产品,现仓储量为50 
已经生产了10个产品,现仓储量为60 
已经生产了10个产品,现仓储量为70 

Process finished with exit code 0 
 
说明:
对于本例,要说明的是当发现不能满足生产或者消费条件的时候,调用对象的wait方法,wait方法的作用是释放当前线程的所获得的锁,并调用对象的notifyAll() 方法,通知(唤醒)该对象上其他等待线程,使得其继续执行。这样,整个生产者、消费者线程得以正确的协作执行。
notifyAll() 方法,起到的是一个通知作用,不释放锁,也不获取锁。只是告诉该对象上等待的线程“可以竞争执行了,都醒来去执行吧”。
 
本例仅仅是生产者消费者模型中最简单的一种表示,本例中,如果消费者消费的仓储量达不到满足,而又没有生产者,则程序会一直处于等待状态,这当然是不对的。实际上可以将此例进行修改,修改为,根据消费驱动生产,同时生产兼顾仓库,如果仓不满就生产,并对每次最大消费量做个限制,这样就不存在此问题了,当然这样的例子更复杂,更难以说明这样一个简单模型。
分享到:
评论

相关推荐

    Java多线程编程总结

    Java线程:并发协作-生产者消费者模型 Java线程:并发协作-死锁 Java线程:volatile关键字 Java线程:新特征-线程池 Java线程:新特征-有返回值的线程 Java线程:新特征-锁(上) Java线程:新特征-锁(下) Java...

    Java多线程

    #### 九、Java线程:并发协作-生产者消费者模型 生产者消费者模型是一种常见的解决线程间数据交换问题的方法。在这种模式中,生产者负责产生数据,消费者负责处理数据,两者通过共享队列进行通信。 #### 十、Java...

    Java线程间的通信----生产者消费者模型

    生产者消费者模型是一种经典的线程同步问题,它模拟了实际生活中的生产过程和消费过程,使得生产者线程可以将数据生产出来,而消费者线程则负责消耗这些数据,两者之间通过共享数据结构进行协同工作。 生产者消费者...

    Java多线程运算集合

    #### 九、Java线程:并发协作-生产者消费者模型 - **生产者消费者模型**: - 是一种经典的线程协作模型,用来解决生产者和消费者之间的数据交换问题。 - 生产者负责生产数据,消费者负责消费数据,两者通过共享...

    学习Java线程之并发协作生产者消费者模型.pdf

    Java线程中的并发协作模型是多线程编程中一个核心的概念,它主要通过生产者消费者模型来体现。在这个模型中,生产者线程负责创建或生产资源,而消费者线程则负责消耗这些资源。为了保证线程之间的协作和数据的一致性...

    JAVA多线程

    #### Java线程:并发协作-生产者消费者模型与死锁 生产者消费者模型是一种经典的线程间协作模式,用于解决多个线程对有限资源的生产与消费问题。死锁则是多线程程序中常见的问题,发生于多个线程互相等待对方持有的...

    java多线程实现生产者和消费者

    在并发编程中,"生产者-消费者"模式是一种经典的解决问题的范式,用于协调两个或更多线程间的协作,其中一部分线程(生产者)生成数据,另一部分线程(消费者)消费这些数据。 生产者-消费者模型的核心在于共享资源...

    【IT十八掌徐培成】Java基础第08天-04.多线程-生产者-消费者.zip

    3. ** 消费者**:消费者同样是一个线程或任务,它的任务是从`BlockingQueue`中获取并处理数据。消费者线程通过调用`take()`方法来获取队列中的数据,如果队列为空,`take()`方法会阻塞消费者,直到有新的数据可取。 ...

    线程同步--生产者消费者问题

    在Java编程中,"线程同步--生产者消费者问题"是一个经典的多线程问题,它涉及到如何有效地在多个线程之间共享资源。这个问题通常用于演示和理解线程间的协作机制,如互斥锁、条件变量等。在此,我们将深入探讨这个...

    【IT十八掌徐培成】Java基础第08天-05.多线程-生产者-消费者2.zip

    在Java中实现生产者-消费者模型,主要依赖于线程同步机制,包括`wait()`, `notify()` 和 `notifyAll()` 方法,它们都是在 `Object` 类中定义的。这些方法配合 `synchronized` 关键字使用,可以确保线程安全地访问...

    Java多线程 生产者-消费者模式

    Java多线程中的生产者-消费者模式是一种典型的同步与协作模型,它用于解决在多线程环境下资源的有效利用和协调问题。在这个模式中,通常有两个角色:生产者和消费者。生产者负责创建产品,而消费者则负责消费这些...

    多线程间通信:多生产者-多消费者实例

    总之,多生产者-多消费者模式是并发编程中的重要设计模式,通过合理利用同步机制,能够有效地解决线程间的通信问题,提高系统的并发性能。在Java中,我们可以借助`BlockingQueue`等工具实现这一模式,从而构建高效、...

    生产者消费者

    在计算机科学中,"生产者消费者"模式是一种经典的多线程设计模式,它涉及到资源的共享和线程间的协作。这个模式通常用于处理并发问题,其中"生产者"线程负责生成数据,而"消费者"线程则负责处理这些数据。在Java中,...

    java 多线程生产者消费者模型demo

    Java多线程生产者消费者模型是一种典型的线程协作模式,用于解决并发编程中资源的高效利用和同步问题。在这个模型中,"生产者"线程负责生成数据,而"消费者"线程则负责处理这些数据。为了实现这种模式,Java提供了...

    基于JAVA线程机制研究生产者-消费者问题.zip

    在Java编程中,线程是并发执行的基本单元,它允许程序在同一时间处理多个任务。生产者-消费者问题是多线程编程中的...生产者-消费者问题的解决方式不仅有助于提升程序的并发能力,还能够加深对Java线程同步机制的理解。

    java生产者消费者模型

    Java生产者消费者模型是多线程编程中一种经典的并发控制模型,它源于操作系统中的哲学思想,用于解决资源的共享和异步处理问题。在该模型中,"生产者"线程负责生成数据,而"消费者"线程则负责消费这些数据。两者之间...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics