多线程之间通信–生产者与消费者模型
生产者消费者模式并不是GOF提出的23种设计模式之一，23种设计模式都是建立在面向对象的基础之上的，但其实面向过程的编程中也有很多高效的编程模式，生产者消费者模式便是其中之一，它是我们编程过程中最常用的一种设计模式。
生产者消费者模式是为了解决哪一类问题而产生的呢？在实际的软件开发过程中，经常会碰到如下场景：某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理（此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等）。产生数据的模块，就形象地称为生产者；而处理数据的模块，就称为消费者。单单抽象出生产者和消费者，还够不上是生产者／消费者模式。该模式还需要有一个缓冲区处于生产者和消费者之间，作为一个中介。生产者把数据放入缓冲区，而消费者从缓冲区取出数据。
生产者消费者模式的原理描述：
（1）生产者仅仅在仓储未满时候生产，仓满则停止生产。
（2）消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费，仓空则等待。
（3）当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。
（4）生产者在生产出可消费产品时候，应该通知等待的消费者去消费。
生产者消费者模式的优点：
（1）将生产模块和消费模块分隔开，从而降低了程序的耦合，便于程序的扩展和维护。
（2）将生产模块和消费模块的分隔，可使生产模块的运行不再依赖消费模块的执行，由同步改为异步执行并且都可支持并发，从而大大提高了程序的效率。
（3）生成者生产的数据存放在缓冲区中，消费者可以按照自己的逻辑来取出数据处理，从而可以有效避免消费模块任务执行负载不均的问题。
下面我将写一个最经典的例子
/**
* @author 董硕:
* @version 创建时间：2017年8月14日 下午7:20:49
*
*/
public class Baozi {
private int count;//统计生产了多少包子
public Baozi() {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public Baozi(int count) {
super();
this.count = count;
}
@Override
public String toString() {
return "Baozi [count=" + count + "]";
}
public int getCount() {
return count;
}
public void setCount(int count) {
this.count = count;
}package com.ds.thread;
/**
* @author 董硕:
* @version 创建时间：2017年8月14日 下午7:17:04
* 中间容器连接生产者与消费者之间联系
*/
public class ArrayPage {
private int index=0; //数组下标
private Baozi []baozis=new Baozi[12];//数组的容器用来装包子
/**生产包子 */
public synchronized void add(Baozi baozi)
{
while(index==baozis.length)
{
System.out.println("笼子装满了");
try {
wait(); //等待消耗包子
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
notify(); //继续生产包子
baozis[index]=baozi;
index++;
System.out.println("已经生产"+baozi.getCount()+"个包子,笼中有"+index+"个包子");
}
/**消耗包子*/
public synchronized void consume()
{
while (index==0) {
System.out.println("笼中无包子了");
try {
wait(); //等待生产包子
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
notify();
index--;
Baozi baozi= baozis[index];
System.out.println("第"+baozi.getCount()+"包子被吃了,笼中还有"+index+"个包子");
}
}
package com.ds.thread;
/**
* @author 董硕:
* @version 创建时间：2017年8月14日 下午7:43:35
*
*/
//生产者
class Produce extends Thread
{
private ArrayPage arrayPage;
private int count=1;
public Produce(ArrayPage arrayPage) {
super();
this.arrayPage = arrayPage;
}
@Override
public void run() {
while(true)
{
Baozi baozi=new Baozi(count++);
arrayPage.add(baozi);
}
}
}
class Consume extends Thread
{
private ArrayPage arrayPage;
public Consume(ArrayPage arrayPage) {
super();
this.arrayPage = arrayPage;
}
@Override
public void run() {
while(true)
{
arrayPage.consume();
}
}
}
public class MainMethod {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
ArrayPage arrayPage=new ArrayPage();
Produce produce=new Produce(arrayPage);
Consume consume=new Consume(arrayPage);
produce.start();
consume.start();
}
}
