生产者-消费者问题
生产者消费者问题也称作有界缓冲区(bounded-buffer)问题,
是操作系统中一个经典的线程同步问题,问题描述如下:
生产者在生产产品提供给若干个消费者去消费,为了使生产者和消费者能并发执行,在两者之间设置一个具有多个缓冲区,生产者将它生产的产品放入缓冲区中,消费者可以从缓冲区中取走产品进行消费,两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区。
显然生产者和消费者之间必须保持同步,即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品,也不允许生产者向一个已经放入产品的缓冲区中再次投放产品。
经典的方法是使用wait和notify方法在生产者和消费者线程中合作,在队列满了或者队列是空的条件下阻塞,
如果使用阻塞队列作为缓冲数据结构,可以不用考虑同步等操作,直接解决问题。
使用阻塞队列实现
Java的阻塞队列(BlockingQueue)隐含的提供了这些控制,不需要使用wait和nofity在生产者和消费者之间通信,查看实现:
/** * 使用阻塞队列实现生产者-消费者模型 * 阻塞队列只允许元素以FIFO的方式来访问 * @author Bingyue * */ public class ProducerCustomerPattern { public static void main(String[] args) { //生产者和消费者共享的存储区域 BlockingQueue<Integer> blockQueue=new LinkedBlockingQueue(); /** * 此处外部类访问静态方法调用内部类,必须先创建外部类实例。 * 如果你不需要内部类对象与其外围类对象之间有联系,那你可以将内部类声明为static。这通常称为静态嵌套类(Static Nested Classes)。 * 想要理解static应用于内部类时的含义,你就必须记住,普通的内部类对象隐含地保存了一个引用,指向创建它的外围类对象。 * 然而,当内部类是static的时,就不是这样了。嵌套类意味着: * 1. 要创建嵌套类的对象,并不需要其外围类的对象。 * 2. 不能从嵌套类的对象中访问非静态的外围类对象。 */ ProducerCustomerPattern ps=new ProducerCustomerPattern(); //注意创建内部类的方式 Thread pro=new Thread(ps.new Producer(blockQueue)); Thread cus=new Thread(ps.new Customer(blockQueue)); pro.start(); cus.start(); } class Producer implements Runnable{ private final BlockingQueue<Integer> queue; public Producer(BlockingQueue<Integer> queue){ this.queue=queue; } @Override public void run() { for(int i=0;i<=10;i++){ try { System.out.println("Produced:"+i); queue.put(i); } catch (InterruptedException e) { //对于阻塞的插入和移除方法 put和take都抛出 InterruptedException e.printStackTrace(); } } } } /** * 通过实现Runnable接口线程创建 * (1).定义一个类实现Runnable接口,重写接口中的run()方法。在run()方法中加入具体的任务代码或处理逻辑。 * (2).创建Runnable接口实现类的对象。 * (3).创建一个Thread类的对象,需要封装前面Runnable接口实现类的对象。(接口可以实现多继承) * (4).调用Thread对象的start()方法,启动线程 * * 通过继承Thread类创建线程 * (1).首先定义一个类去继承Thread父类,重写父类中的run()方法。在run()方法中加入具体的任务代码或处理逻辑。 * (2).直接创建一个ThreadDemo2类的对象,也可以利用多态性,变量声明为父类的类型。 * (3).调用start方法,线程t启动,隐含的调用run()方法。 */ class Customer implements Runnable{ private final BlockingQueue<Integer> queue; public Customer(BlockingQueue<Integer> queue){ this.queue=queue; } @Override public void run() { while(true){ try { System.out.println("Customed:"+queue.take()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } }