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多线程程序一段问题代码分析(生产者消费者)

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问题在《一个java生产者消费者代码的问题》,解答一下,只解释原因,其他不考虑。

 

作者要的是一个生产者生成,接着必须有一个消费者消费,那这不是需要单线程吗?或者使用1个大小的阻塞队列。所以只谈论问题本身,不谈论好不好。

 

具体代码:

import java.util.concurrent.locks.Condition;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


//生产/消费者模式

public class Basket {

    Lock lock = new ReentrantLock();


    // 产生Condition对象

    Condition produced = lock.newCondition();

    Condition consumed = lock.newCondition();

    boolean available = false;


    public void produce() throws InterruptedException {

        lock.lock();


        try {

            if (available) {

                produced.await(); // 放弃lock进入睡眠

            }


            System.out.println("Apple produced.");


            available = true;


            consumed.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程

        } finally {

            lock.unlock();

        }

    }


    public void consume() throws InterruptedException {

        lock.lock();


        try {

            if (!available) {

                consumed.await(); // 放弃lock进入睡眠

            }


            /* 吃苹果 */

            System.out.println("Apple consumed.");


            available = false;


            produced.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程

        } finally {

            lock.unlock();

        }

    }

}

 

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

//测试用类
public class ConditionTester {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final Basket basket = new Basket();

        // 定义一个producer
        Runnable producer = new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    basket.produce();
                } catch (InterruptedException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }
        };

        // 定义一个consumer
        Runnable consumer = new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    basket.consume();
                } catch (InterruptedException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }
        };

        // 各产生10个consumer和producer
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

        for (int i = 0; i < 4; i++)
            service.submit(consumer);

        Thread.sleep(2000 * 2);

        for (int i = 0; i < 4; i++)
            service.submit(producer);

        service.shutdown();
    }
}

 

原因分析:

1、假设前面有2个producer(此时available=true)

1.1、一个在等待lock

1.2、一个await

2、consumer生成内容后,available=false,produced.signal(); 最后lock.unlock();

3.1、因为lock.unlock所以会触发一个lock获取到锁(虽然signal也会触发等待这个条件的其他线程,但是多线程大家都知道什么时候触发这是不确定的),如果此时正好是[1.1]那么因为available=false,执行完释放锁

3.2、produced.signal()所以会触发一个await的producer;

 

解决方案:

只要保证[3.1]还是需要await即可解决问题

 

所以加一个 AtomicInteger producedAwaitCounter = new AtomicInteger(0); 统计当前等待的生产者,如果当前available=false,但已经有生产者生成了内容,那么先等待消费者消费了再说

 

            if (available || producedAwaitCounter.get() > 0) {

                producedAwaitCounter.incrementAndGet();

                produced.await(); // 放弃lock进入睡眠

                producedAwaitCounter.decrementAndGet();

            }

 

当然最简单的是使用:自旋,原理可以自己分析下:

            while (available) {

                produced.await(); // 放弃lock进入睡眠

            }

 

 

package com.sishuok.es.test;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.locks.Condition;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


//生产/消费者模式

public class Basket {

    Lock lock = new ReentrantLock(true);


// 产生Condition对象

    Condition produced = lock.newCondition();

    Condition consumed = lock.newCondition();

    boolean available = false;
    AtomicInteger producedAwaitCounter = new AtomicInteger(0);


    public void produce() throws InterruptedException {

        lock.lock();

        try {

            if (available || producedAwaitCounter.get() > 0) {
                producedAwaitCounter.incrementAndGet();
                produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
                producedAwaitCounter.decrementAndGet();
            }

            System.out.println("Apple produced.");


            available = true;


            consumed.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程

        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }


    public void consume() throws InterruptedException {

        lock.lock();


        try {

            if (!available) {
                consumed.await(); // 放弃lock进入睡眠
            }

            /* 吃苹果 */

            System.out.println("Apple consumed.");


            available = false;

            produced.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

}

 

在回答里还一个类似的,不过还是不太一样。

http://blog.csdn.net/liguogangde/article/details/9103501

 

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评论
21 楼 hui_windows 2013-09-24  
如果用这种方法,不能解决虚假唤醒问题吧?
if (available || producedAwaitCounter.get() > 0) {
            producedAwaitCounter.incrementAndGet();
            produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
            producedAwaitCounter.decrementAndGet();
}

使用while(available ){
       produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
    }
这种方法才是王道呀~
20 楼 lvwenwen 2013-06-26  
你的代码解决了原作者代码会卡死的问题。
19 楼 406657836 2013-06-25  
jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
teasp 写道
406657836 写道
teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

你是liguogang?

嗯!

李国刚,人物名。知名人物主要有洛阳市副市长,财经作家、联想管理模式研究专家等。

jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
teasp 写道
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teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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开涛人气旺呀!帖子都上到首页了第一位了。给我的那篇博客都带去几十个人。牛x!

哈哈,来iteye开博客啊,一起进步

好,把博客移到iteye上来,多多指导!
18 楼 jinnianshilongnian 2013-06-25  
406657836 写道
jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
teasp 写道
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teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

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jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
teasp 写道
406657836 写道
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对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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17 楼 406657836 2013-06-25  
jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
teasp 写道
406657836 写道
teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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jinnianshilongnian 写道
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teasp 写道
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对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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16 楼 406657836 2013-06-25  
jinnianshilongnian 写道
406657836 写道
teasp 写道
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teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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我是最不知名那个,哈哈!
15 楼 jinnianshilongnian 2013-06-25  
406657836 写道
teasp 写道
406657836 写道
teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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14 楼 406657836 2013-06-25  
teasp 写道
406657836 写道
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对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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13 楼 teasp 2013-06-25  
406657836 写道
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对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!

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12 楼 406657836 2013-06-25  
teasp 写道
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。

正解,呵呵!这个程序光用看确实很容易犯错。特别还是看别人的代码!以后多一起讨论下!
11 楼 teasp 2013-06-25  
对于卡死的说法,我得更正下,这是我分析错了,虽然两个producer会同时进入到await状态,但是consumer会将其中的一个唤醒。因此不会卡死。
10 楼 jinnianshilongnian 2013-06-25  
406657836 写道
可能是我表述不达意!我说的和你这个情况是一样的,只是解决方案略有不同!

是的。问题是出于一种情况。
9 楼 406657836 2013-06-25  
可能是我表述不达意!我说的和你这个情况是一样的,只是解决方案略有不同!
8 楼 teasp 2013-06-25  
我又错了,其实你的代码不能解决卡死的问题。两个producer或者consumer仍然能同时await。
7 楼 teasp 2013-06-25  
jinnianshilongnian 写道
teasp 写道
也没有完全解决卡死的问题。必须要有两个counter呀,producer一个,consumer也要一个的。

很希望听详解,具体分析下。

跟你在producer上加counter是一样的道理呀。
6 楼 teasp 2013-06-25  
jinnianshilongnian 写道
teasp 写道
虽然consumer或者producer signal另外的线程之后,没法保证下一个获取锁的到底是consumer还是producer,但是available变量可以保证如果下一个获取锁的跟signal的那个是同样类型的(都是producer或者consumer),那么它会进入wait状态。

问题就处在available,如果是unlock后又一个lock的producer获取了,因为available=false,所以不会await,但是await的producer 已经判断过了,所以不会有问题;其实可以参考第二篇帖子;但是不一样的是此处不能再简单的if,否则不会进行System.out,造成一次丢失生产者生产的数据

在await后,需要while 判断下available也能搞定。即自旋判断available直到其真正的获取到条件。

即最简单的是使用:
            while (available) {
                produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
            }

你的说法有道理。
5 楼 jinnianshilongnian 2013-06-25  
teasp 写道
也没有完全解决卡死的问题。必须要有两个counter呀,producer一个,consumer也要一个的。

很希望听详解,具体分析下。
4 楼 jinnianshilongnian 2013-06-25  
teasp 写道
虽然consumer或者producer signal另外的线程之后,没法保证下一个获取锁的到底是consumer还是producer,但是available变量可以保证如果下一个获取锁的跟signal的那个是同样类型的(都是producer或者consumer),那么它会进入wait状态。

问题就处在available,如果是unlock后又一个lock的producer获取了,因为available=false,所以不会await,但是await的producer 已经判断过了,所以不会有问题;其实可以参考第二篇帖子;但是不一样的是此处不能再简单的if,否则不会进行System.out,造成一次丢失生产者生产的数据

在await后,需要while 判断下available也能搞定。即自旋判断available直到其真正的获取到条件。

即最简单的是使用:
            while (available) {
                produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
            }
3 楼 teasp 2013-06-25  
也没有完全解决卡死的问题。必须要有两个counter呀,producer一个,consumer也要一个的。
2 楼 teasp 2013-06-25  
你的代码解决了原作者代码会卡死的问题。

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