生产者消费者模式详解及代码实现

生产者消费者模式说明：

1.生产者只在仓库未满时进行生产，仓库满时生产者进程被阻塞；

2.消费者只在仓库非空时进行消费，仓库为空时消费者进程被阻塞；

3.当消费者发现仓库为空时会通知生产者生产；

4.当生产者发现仓库满时会通知消费者消费；

实现的关键：

共享内存中的两个同步方法，及同步方法中wait()方法的调用，同步保证了对象只能被一个线程占用，wait保证了当线程在等待过程中释放锁，使得其他对象有机会获得锁。

在一个对象中，用synchonized声明的方法为同步方法。Java中有一个同步模型-监视器，负责管理线程对对象中的同步方法的访问，它的原理是：赋予该对象唯一一把'钥匙'，当多个线程进入对象，只有取得该对象钥匙的线程才可以访问同步方法，其它线程在该对象中等待，直到该线程用wait()方法放弃这把钥匙，其它等待的线程抢占该钥匙，抢占到钥匙的线程后才可得以执行，而没有取得钥匙的线程仍被阻塞在该对象中等待。 总而言之，synchonized使得只有一个线程能进入临界代码区。

代码实现：

package com.thread;

public class ProducerConsumer {
public static void main(String[] args) {
ShareData sd = new ShareData();
new Producer(sd).start();
new Consumer(sd).start();
}
}

class Producer extends Thread{

private ShareData sd;
public Producer(ShareData sd){
this.sd = sd;
}

@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 20; i++){
int product = (int)(Math.random()*1000);
sd.setArray(product);
try {
Thread.sleep((int)(Math.random()*200));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

class Consumer extends Thread{
private ShareData sd;
public Consumer(ShareData sd){
this.sd = sd;
}
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 20; i++){
sd.getArray();
try {
Thread.sleep((int)(Math.random()*200));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

class ShareData{
private static int shareArray[] = new int[10];
private int count;
private int in;
private int out;

ShareData(){
this.count = 0;
this.in = 0;
this.out = 0;
}

public synchronized void setArray(int product){
try{
while(count >= shareArray.length){
System.out.println("array full.");
this.wait();
}
this.notify();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
shareArray[in] = product;
count++;
System.out.println("produce: " + product);
in = (in + 1) % shareArray.length;
}

public synchronized int getArray(){
try{
while(count <= 0){
System.out.println("array empty.");
this.wait();
}
this.notify();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
int consume = shareArray[out];
count--;
System.out.println("consume: " + consume);
out = (out + 1) % shareArray.length;
notify();
return consume;
}
}

输出代码（每次都不同）：

array empty.
produce: 86
consume: 86
array empty.
produce: 232
consume: 232
array empty.
produce: 438
consume: 438
produce: 272
consume: 272
array empty.
produce: 495
consume: 495
produce: 354
produce: 533
consume: 354
produce: 92
consume: 533
produce: 374
consume: 92
produce: 441
produce: 141
consume: 374
consume: 441
consume: 141
array empty.
produce: 68
consume: 68
produce: 978
consume: 978
array empty.
produce: 737
consume: 737
array empty.
produce: 904
consume: 904
array empty.
produce: 613
consume: 613
array empty.
produce: 812
consume: 812
produce: 726
produce: 326
consume: 726
produce: 305
consume: 326
consume: 305

待续：BlockingQueue实现生产者消费者模式

参考资料：

/content/2812445.html
/article/6006918.html
http://developer.51cto.com/art/201202/317209.htm
/article/3823666.html
http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/09/325612.html