一个同步打印机的实现

文件转自：http://abruzzi.javaeye.com/blog/266317

内部机制

打印机内部设有缓冲区，当有新任务来到的时候，打印机只是简单的从任务中取出需要打印的消息，然后将其存入自身的缓冲区，然后返回，具体的打印任务交给一个线程来处理，打印线程从缓冲区中读消息，打印，然后等待，直到有别的线程唤醒它。其结构如图所示：



单例模式

作为一个系统硬件的模拟，在一个项目中有一个打印机就够用了，在项目中任何需要打印消息的地方，需要使用SyncPrinter.getInstance()
静态方法获取此刻的SyncPrinter实例，并使用print(String message)进行打印。(关于单例模式的细节可以参考别的设计模式的书籍)

同步打印

当然，打印的线程不需要等待打印机缓慢的打印结束，另一种做法是：当打印机收到打印任务后，将此任务放入自己的缓冲区，然后迅速返回，调用打印机的线程可以立即开始接下来的动作，而同时，打印机可以另起一个线程，来打印存储在自己缓冲区中的数据，从而做到同步打印。

缓冲区在本例中实现为一个队列(一个先进先出的数据结构FIFO)，队列中的数据总是从尾部插入，从头部被取出。

实现

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class SyncPrinter {
private static SyncPrinter instance;
private List msgQueue;
private PrintWorker printWorker;

public static SyncPrinter getInstance(){//单例模式，任何时候系统中只有一个类实例
synchronized(SyncPrinter.class){
if(instance == null){
instance = new SyncPrinter();
}
}
return instance;
}

private SyncPrinter(){
msgQueue = new LinkedList();
printWorker = new PrintWorker();
printWorker.start();
}

public void print(String message){// 对外公开的使用打印机的接口
synchronized(msgQueue){
msgQueue.add(message);
msgQueue.notify();
}
}

private class PrintWorker extends Thread{//一个执行打印任务的内部类的封装
private boolean loop = true;
private Object lock = new Object();

public void stopPrinter(){
}

public void run(){
while(loop){
String msg = "";
synchronized(msgQueue){
try {
msgQueue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// IO
msg = (String)msgQueue.remove(0);
if(msg != null){
System.out.println(msg);
}
}
}
}// 对于这个死循环的控制可以做在外部，也可以做在这个类中，通过一个方法来控制，如stopPrinter()
}

小结

这个打印机的意义或许不是很大，但是让快速的线程等待一个缓慢的IO过程是不合理的，同时，这是一种分工的思想，而这种互不干涉，各司其职的做法正是面向对象的核心。

借此文来对面向对象的设计原则做一个巩固，同时也可能会帮助其他需要使用同步打印机的人。