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再談線程：生產者與消費者

昨天提到了線程，那么就不得不提到“生產者與消費者”這樣一個經典的線程同步問題。

場景描述：
一個倉庫，生產者在工廠里生產了產品后，將產品存放到倉庫里，倉庫存放數量有限，當滿倉后，停止生產，直到有消費著將產品消費后才繼續生產；消費者從倉庫里提取產品，當倉庫空倉時，停止消費產品，直到倉庫中有產品時，才繼續消費產品。

代碼的實現（調整線程sleep時間可以實現生產速度與消費速度的不同）：
TestProduceAndConsumer.java

package com.nantian;

import java.util.Random;

public class TestProduceAndConsumer {

public static void main(String[] args) {

// 創建一個工廠對象

ProductFactory pf = new ProductFactory();

// 創建一個生產者和一個消費者，傳遞工廠的引用，保證兩者操作的是同一個工廠

Producer p = new Producer(pf);

Consumer c = new Consumer(pf);

// 啟動兩個線程

p.start();

c.start();

}

// 產品工廠

class ProductFactory {

// product表示倉庫

private char[] product = { ' ', ' ', ' ', ' ', ' '};

// flag標記產品數量

private int flag = 0;

// 生產產品

public synchronized void produceProduct(char p) throws InterruptedException {

// 判斷產品是否滿倉，以便決定是否繼續生產

if (flag == product.length) {

this.wait();

}

// 當代碼執行到這里，一定不是滿倉狀態

product[flag++] = p;

// 查看此時倉庫狀態（這里不屬于業務邏輯部分）

System.out.print(p + "被生產，當前倉庫狀態：");

for (char tmp : product) {

System.out.print(tmp);

}

System.out.println();

// 生產方法完成，如果存在等待隊列中的線程，應該喚醒

this.notifyAll();

}

// 消費產品

public synchronized char consumeProduct() throws InterruptedException {

// 判斷倉庫是否空倉，以便決定是否消費產品

if(flag == 0) {

this.wait();

}

// 當代碼執行到這里，一定不是空倉狀態

char p = product[--flag]; product[flag]=' ';

// 查看此時倉庫狀態（這里不屬于業務邏輯部分）

System.out.print(p + "被消費，當前倉庫狀態：");

for(char tmp : product) {

System.out.print(tmp);

}

System.out.println();

// 消費方法完成，如果存在等待隊列中的線程，應該喚醒

this.notifyAll();

return p;

}

// 生產者

class Producer extends Thread {

private ProductFactory pf = null;

public Producer(ProductFactory pf) {

this.pf = pf;

}

public void run() {

// 一共生產20個產品

for(int i=0; i<20; i++) {

// 隨機產生一個大寫字母作為產品

Random r = new Random();

char p = (char)(r.nextInt(26) + 'A');

try {

// 產品入庫

pf.produceProduct(p);

// 故意sleep，以便消費線程有機會獲得CPU時間片，方便演示

Thread.sleep(200);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

// 消費者

class Consumer extends Thread {

private ProductFactory pf = null;

public Consumer(ProductFactory pf) {

this.pf = pf;

}

public void run() {

// 一共消費20個產品

for(int i=0; i<20; i++) {

try {

// 產品出庫

pf.consumeProduct();

// 故意sleep，以便生產線程有機會獲得CPU時間片，方便演示

// sleep時間稍微錯開，阻止同時競爭CPU時間片

Thread.sleep(300);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

posted on 2009-06-04 10:57 Liver 閱讀(1426) 評論(4) 編輯收藏所屬分類: CoreJava

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