Java多線程生產者消費者模型實例代碼

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生產者消費者模型

生產者：生產任務的個體；

消費者：消費任務的個體；

緩沖區：是生產者和消費者之間的媒介，對生產者和消費者解耦。

當

緩沖區元素為滿，生產者無法生產，消費者繼續消費；

緩沖區元素為空，消費者無法消費，生產者繼續生產；

wait()/notify()生產者消費者模型

制作一個簡單的緩沖區ValueObject，value為空表示緩沖區為空，value不為空表示緩沖區滿

public class ValueObject {  public static String value = "";}

生產者，緩沖區滿則wait()，不再生產，等待消費者notify()，緩沖區為空則開始生產

public class Producer {  private Object lock;  public Producer(Object lock)  {    this.lock = lock;  }  public void setValue()  {    try    {      synchronized (lock)      {        if (!ValueObject.value.equals(""))          lock.wait();        String value = System.currentTimeMillis() + "_" + System.nanoTime();        System.out.println("Set的值是：" + value);        ValueObject.value = value;        lock.notify();      }    }    catch (InterruptedException e)    {      e.printStackTrace();    }  }}

消費者，緩沖區為空則wait(),等待生產者notify(),緩沖區為滿，消費者開始消費

public class Customer {  private Object lock;  public Customer(Object lock)  {    this.lock = lock;  }  public void getValue()  {    try    {      synchronized (lock)      {        if (ValueObject.value.equals(""))          lock.wait();        System.out.println("Get的值是：" + ValueObject.value);        ValueObject.value = "";        lock.notify();      }    }    catch (InterruptedException e)    {      e.printStackTrace();    }  }}

main方法，啟動一個生產者和一個消費者

public class Main {  public static void main(String[] args)  {    Object lock = new Object();    final Producer producer = new Producer(lock);    final Customer customer = new Customer(lock);    Runnable producerRunnable = new Runnable()    {      public void run()      {        while (true)        {          producer.setValue();        }      }    };    Runnable customerRunnable = new Runnable()    {      public void run()      {        while (true)        {          customer.getValue();        }      }    };    Thread producerThread = new Thread(producerRunnable);    Thread CustomerThread = new Thread(customerRunnable);    producerThread.start();    CustomerThread.start();  }}

運行結果如下

Set的值是：1564733938518_27520480474279Get的值是：1564733938518_27520480474279Set的值是：1564733938518_27520480498378Get的值是：1564733938518_27520480498378Set的值是：1564733938518_27520480540254Get的值是：1564733938518_27520480540254······

生產者和消費者交替運行，生產者生產一個字符串，緩沖區為滿，消費者消費一個字符串，緩沖區為空，循環往復，滿足生產者/消費者模型。

await()/signal()生產者/消費者模型

緩沖區

public class ValueObject {  public static String value = "";}

ThreadDomain48繼承ReentrantLock，set方法生產，get方法消費

public class ThreadDomain48 extends ReentrantLock{  private Condition condition = newCondition();  public void set()  {    try    {      lock();      while (!"".equals(ValueObject.value))        condition.await();      ValueObject.value = "123";      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生產了value, value的當前值是" + ValueObject.value);      condition.signal();    }    catch (InterruptedException e)    {      e.printStackTrace();    }    finally    {      unlock();    }  }  public void get()  {    try    {      lock();      while ("".equals(ValueObject.value))        condition.await();      ValueObject.value = "";      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消費了value, value的當前值是" + ValueObject.value);      condition.signal();    }    catch (InterruptedException e)    {      e.printStackTrace();    }    finally    {      unlock();    }  }}

MyThread41啟動兩個生產線程和一個消費線程

public class MyThread41 {  public static void main(String[] args)  {    final ThreadDomain48 td = new ThreadDomain48();    Runnable producerRunnable = new Runnable()    {      public void run()      {        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++)          td.set();      }    };    Runnable customerRunnable = new Runnable()    {      public void run()      {        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++)          td.get();      }    };    Thread ProducerThread1 = new Thread(producerRunnable);    ProducerThread1.setName("Producer1");    Thread ProducerThread2 = new Thread(producerRunnable);    ProducerThread2.setName("Producer2");    Thread ConsumerThread = new Thread(customerRunnable);    ConsumerThread.setName("Consumer");    ProducerThread1.start();    ProducerThread2.start();    ConsumerThread.start();  }}

輸出結果如下

Producer1生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer1生產了value, value的當前值是123

為什么Producer2無法生產，消費者無法消費呢？是因為此時緩沖區為滿，Producer1的notify()應該喚醒Consumer卻喚醒了Producer2，導致Producer2因為緩沖區為滿和Consumer沒有被喚醒而處于waiting狀態，此時三個線程均在等待，出現了假死。

解決方案有兩種：

1.讓生產者喚醒所有線程，在set方法中使用condition.signalAll()；

2.使用兩個Condition，生產者Condition和消費者Condition，喚醒指定的線程；

正常輸入如下:

······Producer2生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer2生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer2生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer1生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer1生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer1生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer1生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是Producer1生產了value, value的當前值是123Consumer消費了value, value的當前值是······

到此，關于“Java多線程生產者消費者模型實例代碼”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！