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07Java多线程-15. 线程通讯之生产者消费者问题


生产者和消费者模式概述

概述

生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式,弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻。

所谓生产者消费者问题,实际上主要是包含了两类线程:

  • 一类是生产者线程用于生产数据
  • 一类是消费者线程用于消费数据

为了解耦生产者和消费者的关系,通常会采用共享的数据区域,就像是一个仓库
生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中,并不需要关心消费者的行为
消费者只需要从共享数据区中去获取数据,并不需要关心生产者的行为

Object类的等待和唤醒方法

方法名

说明

void wait()

导致当前线程等待,直到另一个线程调用该对象的 notify()方法或 notifyAll()方法

void notify()

唤醒正在等待对象监视器的单个线程

void notifyAll()

唤醒正在等待对象监视器的所有线程

生产者和消费者案例

案例需求

生产者消费者案例中包含的类:
奶箱类(Box):定义一个成员变量,表示第x瓶奶,提供存储牛奶和获取牛奶的操作
生产者类(Producer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用存储牛奶的操作
消费者类(Customer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用获取牛奶的操作
测试类(BoxDemo):里面有main方法,main方法中的代码步骤如下
①创建奶箱对象,这是共享数据区域
②创建消费者创建生产者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
③对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
④创建2个线程对象,分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
⑤启动线程

代码实现

public class Box {
//定义一个成员变量,表示第x瓶奶
private int milk;
//定义一个成员变量,表示奶箱的状态
private boolean state = false;

//提供存储牛奶和获取牛奶的操作
public synchronized void put(int milk) {
//如果有牛奶,等待消费
if(state) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

//如果没有牛奶,就生产牛奶
this.milk = milk;
System.out.println("送奶工将第" + this.milk + "瓶奶放入奶箱");

//生产完毕之后,修改奶箱状态
state = true;

//唤醒其他等待的线程
notifyAll();
}

public synchronized void get() {
//如果没有牛奶,等待生产
if(!state) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

//如果有牛奶,就消费牛奶
System.out.println("用户拿到第" + this.milk + "瓶奶");

//消费完毕之后,修改奶箱状态
state = false;

//唤醒其他等待的线程
notifyAll();
}
}

public class Producer implements Runnable {
private Box b;

public Producer(Box b) {
this.b = b;
}

@Override
public void run() {
for(int i=1; i<=30; i++) {
b.put(i);
}
}
}

public class Customer implements Runnable {
private Box b;

public Customer(Box b) {
this.b = b;
}

@Override
public void run() {
while (true) {
b.get();
}
}
}

public class BoxDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建奶箱对象,这是共享数据区域
Box b = new Box();

//创建生产者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
Producer p = new Producer(b);
//创建消费者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
Customer c = new Customer(b);

//创建2个线程对象,分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
Thread t1 = new Thread(p);
Thread t2 = new Thread(c);

//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}


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