Java线程（2）线程协作-生产者/消费者模式

文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6560efc9010185ej.html

上一篇讲述了线程的互斥(同步)，但是在很多情况下，仅仅同步是不够的，还需要线程与线程协作(通信)，生产者/消费者模式是一个经典的线程同步以及通信的模型。

假设有这样一种情况，有一个盘子，盘子里只能放一个鸡蛋，A线程专门往盘子里放鸡蛋，如果盘子里有鸡蛋，则一直等到盘子里没鸡蛋，B线程专门从盘子里取鸡蛋，如果盘子里没鸡蛋，则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区，每次放鸡蛋是互斥的，每次取鸡蛋也是互斥的，A线程放鸡蛋，如果这时B线程要取鸡蛋，由于A没有释放锁，B线程处于等待状态，进入阻塞队列，放鸡蛋之后，要通知B线程取鸡蛋，B线程进入就绪队列，反过来，B线程取鸡蛋，如果A线程要放鸡蛋，由于B线程没有释放锁，A线程处于等待状态，进入阻塞队列，取鸡蛋之后，要通知A线程放鸡蛋，A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时，A线程阻塞，B线程就绪，盘子里没鸡蛋时，A线程就绪，B线程阻塞，代码如下：

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class Plate {

List eggs = new ArrayList();

public synchronized Object getEgg() {

while (eggs.size() == 0) {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

Object egg = eggs.get(0);

eggs.clear();// 清空盘子

notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列

System.out.println("拿到鸡蛋");

return egg;

}

public synchronized void putEgg(Object egg) {

while (eggs.size() > 0) {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

eggs.add(egg);// 往盘子里放鸡蛋

notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列

System.out.println("放入鸡蛋");

}

static class AddThread extends Thread {

private Plate plate;

private Object egg = new Object();

public AddThread(Plate plate) {

this.plate = plate;

}

public void run() {

plate.putEgg(egg);

}

}

static class GetThread extends Thread {

private Plate plate;

public GetThread(Plate plate) {

this.plate = plate;

}

public void run() {

plate.getEgg();

}

}

public static void main(String args[]) {

Plate plate = new Plate();

for(int i = 0; i < 10; i++) {

new Thread(new AddThread(plate)).start();

new Thread(new GetThread(plate)).start();

}

}

}

输出结果：

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

8 l程序开始，A线程判断盘子是否为空，放入一个鸡蛋，并且唤醒在阻塞队列的一个线程，阻塞队列为空；假设CPU又调度了一个A线程，盘子非空，执行等待，这个A线程进入阻塞队列；然后一个B线程执行，盘子非空，取走鸡蛋，并唤醒阻塞队列的A线程，A线程进入就绪队列，此时就绪队列就一个A线程，马上执行，放入鸡蛋；如果再来A线程重复第一步，在来B线程重复第二步，整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋，消费者(B线程)消费鸡蛋。

前段时间看了张孝祥老师线程的视频，讲述了一个其学员的面试题，也是线程通信的，在此也分享一下。

题目：子线程循环10次，主线程循环100次，如此循环100次，好像是空中网的笔试题。

public class ThreadTest2 {

public static void main(String[] args) {

final Business business = new Business();

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

threadExecute(business, "sub");

}

}).start();

threadExecute(business, "main");

}

public static void threadExecute(Business business, String threadType) {

for(int i = 0; i < 100; i++) {

try {

if("main".equals(threadType)) {

business.main(i);

} else {

business.sub(i);

}

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

class Business {

private boolean bool = true;

public synchronized void main(int loop) throws InterruptedException {

while(bool) {

this.wait();

}

for(int i = 0; i < 100; i++) {

System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);

}

bool = true;

this.notify();

}

public synchronized void sub(int loop) throws InterruptedException {

while(!bool) {

this.wait();

}

for(int i = 0; i < 10; i++) {

System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);

}

bool = false;

this.notify();

}

}

大家注意到没有，在调用wait方法时，都是用while判断条件的，而不是if，在wait方法说明中，也推荐使用while，因为在某些特定的情况下，线程有可能被假唤醒，使用while会循环检测更稳妥