Java多线程经典案例-生产者消费者

Java线程：并发协作-生产者消费者模型

对于多线程程序来说，不管任何编程语言，生产者和消费者模型都是最经典的。就像学习每一门编程语言一样，Hello World！都是最经典的例子。

实际上，准确说应该是“生产者-消费者-仓储”模型，离开了仓储，生产者消费者模型就显得没有说服力了。

对于此模型，应该明确一下几点：

1、生产者仅仅在仓储未满时候生产，仓满则停止生产。

2、消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费，仓空则等待。

3、当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。

4、生产者在生产出可消费产品时候，应该通知等待的消费者去消费。

此模型将要结合java.lang.Object的wait与notify、notifyAll方法来实现以上的需求。这是非常重要的。

/**

* Java线程：并发协作-生产者消费者模型

*

* @author leizhimin 2009-11-4 14:54:36

*/

publicclass Test {

publicstaticvoid main(String[] args) {

Godown godown = new Godown(30);

Consumer c1 = new Consumer(50, godown);

Consumer c2 = new Consumer(20, godown);

Consumer c3 = new Consumer(30, godown);

Producer p1 = new Producer(10, godown);

Producer p2 = new Producer(10, godown);

Producer p3 = new Producer(10, godown);

Producer p4 = new Producer(10, godown);

Producer p5 = new Producer(10, godown);

Producer p6 = new Producer(10, godown);

Producer p7 = new Producer(80, godown);

c1.start();

c2.start();

c3.start();

p1.start();

p2.start();

p3.start();

p4.start();

p5.start();

p6.start();

p7.start();

}

}

/**

* 仓库

*/

class Godown {

publicstaticfinalint max_size = 100;//最大库存量

publicint curnum; //当前库存量

Godown() {

}

Godown(int curnum) {

this.curnum = curnum;

}

/**

* 生产指定数量的产品

*

* @param neednum

*/

publicsynchronizedvoid produce(int neednum) {

//测试是否需要生产

while (neednum + curnum > max_size) {

System.out.println("要生产的产品数量" + neednum +"超过剩余库存量" + (max_size - curnum) +"，暂时不能执行生产任务!");

try {

//当前的生产线程等待

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

//满足生产条件，则进行生产，这里简单的更改当前库存量

curnum += neednum;

System.out.println("已经生产了" + neednum +"个产品，现仓储量为" + curnum);

//唤醒在此对象监视器上等待的所有线程

notifyAll();

}

/**

* 消费指定数量的产品

*

* @param neednum

*/

publicsynchronizedvoid consume(int neednum) {

//测试是否可消费

while (curnum < neednum) {

try {

//当前的生产线程等待

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

//满足消费条件，则进行消费，这里简单的更改当前库存量

curnum -= neednum;

System.out.println("已经消费了" + neednum +"个产品，现仓储量为" + curnum);

//唤醒在此对象监视器上等待的所有线程

notifyAll();

}

}

/**

* 生产者

*/

class Producer extends Thread {

privateint neednum; //生产产品的数量

private Godown godown; //仓库

Producer(int neednum, Godown godown) {

this.neednum = neednum;

this.godown = godown;

}

publicvoid run() {

//生产指定数量的产品

godown.produce(neednum);

}

}

/**

* 消费者

*/

class Consumer extends Thread {

privateint neednum; //生产产品的数量

private Godown godown; //仓库

Consumer(int neednum, Godown godown) {

this.neednum = neednum;

this.godown = godown;

}

publicvoid run() {

//消费指定数量的产品

godown.consume(neednum);

}

}

已经生产了10个产品，现仓储量为40

已经生产了10个产品，现仓储量为50

已经消费了50个产品，现仓储量为0

已经生产了80个产品，现仓储量为80

已经消费了30个产品，现仓储量为50

已经生产了10个产品，现仓储量为60

已经消费了20个产品，现仓储量为40

已经生产了10个产品，现仓储量为50

已经生产了10个产品，现仓储量为60

已经生产了10个产品，现仓储量为70

Process finished with exit code 0

说明：

对于本例，要说明的是当发现不能满足生产或者消费条件的时候，调用对象的wait方法，wait方法的作用是释放当前线程的所获得的锁，并调用对象的notifyAll()方法，通知（唤醒）该对象上其他等待线程，使得其继续执行。这样，整个生产者、消费者线程得以正确的协作执行。

notifyAll() 方法，起到的是一个通知作用，不释放锁，也不获取锁。只是告诉该对象上等待的线程“可以竞争执行了，都醒来去执行吧”。

本例仅仅是生产者消费者模型中最简单的一种表示，本例中，如果消费者消费的仓储量达不到满足，而又没有生产者，则程序会一直处于等待状态，这当然是不对的。实际上可以将此例进行修改，修改为，根据消费驱动生产，同时生产兼顾仓库，如果仓不满就生产，并对每次最大消费量做个限制，这样就不存在此问题了，当然这样的例子更复杂，更难以说明这样一个简单模型。