Java多线程--生产者消费者模型（Semaphore实现）

需求

要求：使用2个线程，分别代表：生产者、消费者。让他们并发的去生产、消费产品。生产的总数是不能超过N的。

实现思路

这里我们使用的是使用信号量去控制线程的生产消费，通过释放令牌的形式去控制生产者消费者的上限。使用互斥锁保证每次最多只有一个角色去修改共享变量。来看张图，一图胜千言。

代码实现

代码的注释写的挺详细了，可以仔细阅读一下，若有不懂或者写错的地方欢迎留言。

package model;


import java.util.concurrent.Semaphore;

import static java.lang.System.out;

/**
 * Created by lewis on 2017/4/11.
 *
 * 生产者消费者模型
 *
 */
public class ProducerConsumerProblem{

//初始容量
private static final int N = 10;

/***
 * full 产品容量
 * empty 空余容量
 * mutex 读写锁
 */
private static Semaphore full,empty,mutex;
//记录当前的产品数量
private static volatile int count = 0 ;

static {
/**
 * full 初始化0个产品
 * empty 初始化有N个空余位置放置产品
 * mutex 初始化每次最多只有一个线程可以读写
 * */
         full = new Semaphore(0);
         empty = new Semaphore(N);
         mutex = new Semaphore(1);
     }


public static void main(String []args){
//生产线线程
new Thread(new Producer()).start();
//消费者线程
new Thread(new Consumer()).start();
    }

//生产者类
static class Producer implements Runnable{

@Override
public void run() {
while (true){
try {
                    empty.acquire();//等待空位
                    mutex.acquire();//等待读写锁
                    count++;
                    out.println("生产者生产了一个，还剩："+count);
                    mutex.release();//释放读写锁
                    full.release();//放置产品
//随机休息一段时间，让生产者线程有机会抢占读写锁
                    Thread.sleep(((int)Math.random())%10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

//消费者类
static class Consumer implements Runnable{

@Override
public void run() {
while (true){
try {
                    full.acquire();//等待产品
                    mutex.acquire();//等待读写锁
                    count--;
                    out.println("消费者消费了一个，还剩："+count);
                    mutex.release();//释放读写锁
                    empty.release();//释放空位
//随机休息一段时间，让消费者线程有机会抢占读写锁
                    Thread.sleep(((int)Math.random())%10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

最后的闲话

其实最近操作系统在教多线程的经典的一些模型，于是打算使用java把这些模型都实现一遍。今天写的是生产者消费者模型。
其实自己开始写这个模型，发现下课后就老师讲的忘了。。。。结果想了好久，未果。于是去翻课件，看了一下伪代码，查了些API才写出来。就这样吧，如若写错欢迎纠错指正。