生产者-消费者模型的Java实现

      生产者-消费者（producer-consumer）问题，也称作有界缓冲区（bounded-buffer）问题，两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区。其中一个是生产者，用于将消息放入缓冲区；另外一个是消费者，用于从缓冲区中取出消息。问题出现在当缓冲区已经满了，而此时生产者还想向其中放入一个新的数据项的情形，其解决方法是让生产者此时进行休眠，等待消费者从缓冲区中取走了一个或者多个数据后再去唤醒它。同样地，当缓冲区已经空了，而消费者还想去取消息，此时也可以让消费者进行休眠，等待生产者放入一个或者多个数据时再唤醒它。

一，首先定义公共资源类，其中的变量number是保存的公共数据。并且定义两个方法，增加number的值和减少number的值。由于多线程的原因，必须加上synchronized关键字，注意while判断的条件。

/**
 * 公共资源类
 */
public class PublicResource {
	private int number = 0;

	/**
	 * 增加公共资源
	 */
	public synchronized void increace() {
		while (number != 0) {
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		number++;
		System.out.println(number);
		notify();
	}

	/**
	 * 减少公共资源
	 */
	public synchronized void decreace() {
		while (number == 0) {
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		number--;
		System.out.println(number);
		notify();
	}
}

 

二，分别定义生产者线程和消费者线程，并模拟多次生产和消费，即增加和减少公共资源的number值

/**
 * 生产者线程，负责生产公共资源
 */
public class ProducerThread implements Runnable {
	private PublicResource resource;

	public ProducerThread(PublicResource resource) {
		this.resource = resource;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			try {
				Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			resource.increace();
		}
	}
}
/**
 * 消费者线程，负责消费公共资源
 */
public class ConsumerThread implements Runnable {
	private PublicResource resource;

	public ConsumerThread(PublicResource resource) {
		this.resource = resource;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			try {
				Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			resource.decreace();
		}
	}
}

 

三，模拟多个生产者和消费者操作公共资源的情形，结果须保证是在允许的范围内。

public class ProducerConsumerTest {
	public static void main(String[] args) {
		PublicResource resource = new PublicResource();
		new Thread(new ProducerThread(resource)).start();
		new Thread(new ConsumerThread(resource)).start();
		new Thread(new ProducerThread(resource)).start();
		new Thread(new ConsumerThread(resource)).start();
		new Thread(new ProducerThread(resource)).start();
		new Thread(new ConsumerThread(resource)).start();
	}
}

 

评论

1 楼 陈_MR 2013-12-27  

谭老师写得很好额。