结合生活,剖析《生产者消费者模型》-java多线程(一)

时间:2023-03-09 02:50:15
结合生活,剖析《生产者消费者模型》-java多线程(一)

  博客园的园友们好,看博客园上各位大佬的文章,已陪伴了我程序员职业的三年,

如今自己同样希望能把自己从小白到菜鸟的成长过程分享给大家。不定期更新!!!

首先我本人智商不高,理解问题十分吃力,完全不属于天才的行列,因此学习每一个知识

都喜欢刨根问底,结合生活,彻彻底底理解知识的本质!

进入正题,这篇文章,主要站在一个初学者的角度,结合经典的“生产者消费者模型”,写一个java多线程例子!

首先解释几个概念:

  1、#进程:通俗的讲,就是一个程序一次执行的过程。是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

  2、#线程:一个进程的生命周期,由一个或若干个线程完成。是CPU调度和分派的基本单位。

  3、#并行:同一时间点或者时间段,可以处理超过一个任务的能力。

  eg:你正在lol,女朋友来电话,于是你单手操作或者侧头夹住手机,既聊天又打团,这就是你自己并行处理了,

撩妹和打游戏。这个过程,你就类似于cpu,前提你是多核。

  4、#并发:主要针对多线程提出的概念。可以在一个时间段,交替执行不同事情的能力。

  eg:你正在lol,女朋友来电话,于是你挂机去接电话,然后打完电话回来面对腾讯的裁决。或者你等着打完团,然后

面对女友的生气。这就是并发,你交替执行了不同事情。这个过程,你也类似于cpu,可以不用多核。

二、简单代码实现多线程

  2.1模型图

结合生活,剖析《生产者消费者模型》-java多线程(一)

注释:张全蛋经过自己的努力,进入富士康工厂工作,主要负责生产时下流行的iPhoneXs,然后广大果粉在库存充足的情况下购买iPhoneXs。

这个过程共涉及以下角色和过程:

  1、生产者(张全蛋)。

  2、消费者(广大果粉)。

  3、产品(iPhoneXs)。

  4、生产产品,购买产品。

2.2 程序展示

  2.2.1  产品类

由于我们此次实验过程,主要涉及生产产品,所以我们可以忽略产品本身具有的属性和方法。

 package com.dcits.weipt;

 /**
* 产品实体类
* 因我们此次实验是针对生产产品
* 所以我们忽略产品本身所具有的方法和属性
* @author weipt
* @date 20180915*/
public class Product { }

  2.2.2 工厂类

工厂类用于生产产品,需要注意的是,在java中,生产一个产品,就是new一个产品类的实体对象。

 package com.dcits.weipt;

 import java.util.ArrayList;
import java.util.List; /**
* 生产产品的工厂类
* 生产一个产品则意味着new一个产品对象
* 消费一个产品则意味着remove一个对象
* @author weipt
* @date 20180915*/ public class ProductFactory {
private List<Product> list = new ArrayList<Product>(); //利用list保存对象 /**
* 工厂生产产品的方法
* 单位时间生产3个
* */
public void makeProduct() {
for(int i=0;i<3;i++) {
list.add(new Product());
}
} /**
* 工厂消费产品的方法
* 单位时间消费1个*/
public void moveProduct() {
list.remove(0);
} /**
* 获取产品个数*/
public int getNum() {
return list.size();
} }

  2.2.3 生产者

用于不断调用工厂类,生产产品。每当我们生产一次产品,需要调用notify/notifyAll通知或唤醒消费者来购买。

但当我们生产超过max,需要调用wait,等待消费者购买,减少库存。

 package com.dcits.weipt;

 /**
*生产者实体类
* @author weipt
* @date 20180915*/ public class Producer implements Runnable {
private final int MAX_PRODUCT = 30;
private ProductFactory pf; public Producer(ProductFactory pfIn) {
this.pf = pfIn;
} @Override
public void run() {
produce();
} /**
* 生产者生产,产品
*/
public void produce() {
while (true) {
synchronized (pf) {
if (pf.getNum() >= MAX_PRODUCT) {
try {
System.out.println("warnning! 库存已满,请稍微再生产!");
pf.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else {
pf.makeProduct();
System.out.println("P---》生产者生产了第【" + pf.getNum() + "】个产品");
pf.notifyAll();
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

  2.2.4 消费者

用于不断调用工厂类,购买产品。每当我们购买一次产品,需要调用notify/notifyAll通知或唤醒生产者去生产。

但当库存小于min,需要调用wait,等待生产者,增加库存。

 package com.dcits.weipt;

 /**
* 消费者实体类
* @author weipt
* @date 20180915*/ public class Consumer implements Runnable {
private final int MIN_PRODUCT = 0; //产品最小值
private ProductFactory pf; //产品工厂对象 /**
* 通过构造方法获取产品对象*/
public Consumer(ProductFactory pfIn) {
this.pf = pfIn;
} @Override
public void run() {
consume();
} /**
* 消费者从库存中取产品
*/
public void consume() {
while (true) {
synchronized (pf) { //因为生产者和消费者都是对产品操作,所以对产品进行加锁
if (pf.getNum() <= MIN_PRODUCT) {
try {
System.out.println("warnning! 库存已空,请稍微再取!");//注意顺序,要放到wait之前
pf.wait(); //等待其他线程操作,直到收到其他线程的notify
//此处我没有写notify,因为库存缺货,就只能等生产者生产,唤醒其他消费者没有用
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else {
System.out.println("C---》消费者取走了第【" + pf.getNum() + "】个产品");
pf.moveProduct(); //产品出库
pf.notifyAll(); //通知生产者可以继续生产
}
try {
Thread.sleep(1000); //防止日志打印过多,没有可观性
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
} }

  2.2.5 开始工作

在main方法中,开启消费者和生产者线程。

 package com.dcits.weipt;

 /**
* 公司领导
* 用于让整个系统运作起来*/ public class HelloThread{
public static void main(String[] args) {
ProductFactory pf = new ProductFactory();
Producer p = new Producer(pf);
Consumer c = new Consumer(pf);
Thread pt = new Thread(p);
Thread ct = new Thread(c);
pt.start(); //我们可以开启多个消费者或者多个生产者
ct.start();
}
}

到这里,这篇文章就彻底结束了。

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