【JAVA】生产消费者问题

news2024/11/17 21:53:00

生产者/消费者问题是一个共享资源的问题,即生产者生产的产品不能超过最大存储量,而消费者消费的产品不能多于剩下的产品数量。

解决方法有很多种,这里通过同步线程锁:

synchronized

但是仅仅使用线程锁是不足的,因为

  • 该方法可以阻止并发更新同一个共享资源,实现同步
  • 但是不能用来实现不同线程之间的消息传递,即无法实现通信

因此需要解决通信问题即可,这里使用了数据缓冲区的方式

即通过缓冲区去控制双方的资源,如果资源不够,就通知生产者生产,如果资源太多或者满了,则通知消费者去消费。 

1. 定义存储的对象

class ObjectContainer{
    int index;

    public ObjectContainer(int index){
        this.index = index;
    }
}

2. 定义存储的缓冲区

class SynContainer{
    // 这里的存储的数据结构可以多种的,但是就是有上下限即可
    ObjectContainer[] containers = new ObjectContainer[10];
    
    // 容器当前的存储数量
    int count = 0;

    // 生产者放入产品
    public synchronized void push(ObjectContainer container) {
        //如果容器满了,就需要等待消费
        if (count == containers.length) {
            //通知消费者消费,生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果没有满,我们就需要丢入产品
        containers[count] = container;
        count++;

        //可以通知消费者消费
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized ObjectContainer pop() {
        //判断能否消费
        if (count == 0) {
            //等待生产者生产,消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        ObjectContainer container = containers[count];

        //吃完了,通知生产者生产
        this.notifyAll();

        return container;
    }
}

 缓存区使用了线程锁,使得资源每次只能被一个线程使用,于此同时,

this.wait();

通过使用上述的两个方法,实现了线程的阻塞,当资源不满足或资源满时,可以将线程挂起,当满足条件时,可以通过

this.notifyAll();

这个方法实现线程唤醒

3. 消费者线程

class Consumer extends Thread {
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //消费
    @Override
    public void run() {
        // 方法
    }
}

 4. 生产者线程

class Productor extends Thread {
    SynContainer container;

    public Productor(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 方法
    }

}

5. 启动线程

public static void main(String[] args) {
    SynContainer container = new SynContainer();
    new Productor(container).start();
    new Consumer(container).start();
}

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