热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 编程语言 > 正文

开发笔记:Java并发编程生产者与消费者模式介绍

篇首语:本文由编程笔记#小编为大家整理,主要介绍了Java并发编程--生产者与消费者模式介绍相关的知识,希望对你有一定的参考价值。一、前言

篇首语:本文由编程笔记#小编为大家整理,主要介绍了Java并发编程--生产者与消费者模式介绍相关的知识,希望对你有一定的参考价值。




一、前言

  这种模式在生活是最常见的,那么它的场景是什么样的呢? 下面是我假象的,假设有一个仓库,仓库有一个生产者和一个消费者,消费者过来消费的时候会检测仓库中是否有库存,如果没有了则等待生产,如果有就先消费直至消费完成;而生产者每天的工作就是先检测仓库是否有库存,如果没有就开始生产,满仓了就停止生产等待消费,直至工作结束。下图是根据假象画的流程图:

  那么在程序中怎么才能达到这样的效果呢?下面介绍三种方式实现。


二、使用notify() 和 wait()实现

  相信大家这两个方法都不陌生,它是Object类中的两个方法,具体请看源码中的解释。提醒一点就是使用notify()和wait()方法时必须拥有对象锁

  根据上面假象我这定义一下明确场景:仓库库存有个最大值,如果仓库库存已经达到最大值那么就停止生产,小于就需要生产; 如果库存等于0则需要等待生产停止消费。另外生产者有个生产目标,当它生产了目标数后就结束生产;消费者也是,当消费一定的数据后就结束消费,否则等待消费。

  见下面代码:


package com.yuanfy.jmm.threads;
import com.yuanfy.util.SleepUtils;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Factory {
// 当前库存大小
private int size;
// 库存容量(最大库存值)
private int capacity;
public Factory(int capacity) {
this.capacity = capacity;
}
public synchronized void produce(int num) {
try {
System.out.println(
"+++++生产者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】, 他的任务是生产" + num + "件产品.");
// 当生产完成就停止
while (num > 0) {
// 如果当前库存大小大于或等于库存容量值了,则停止生产等待消费。
if (size >= capacity) {
System.out.println(
"+++++" + Thread.currentThread().getName() +
"检测库存已满,停止生产等待消费...");
// 等待消费
wait();
System.out.println(
"+++++" + Thread.currentThread().getName() + "开始生产...");
}
// 否则继续生产
int inc = (num + size) > capacity ? (capacity - size) : num;
num
-= inc;
size
+= inc;
SleepUtils.second(
1);
System.out.println(
"+++++" + Thread.currentThread().getName() + " 生产了" + inc + "件,当前库存有" + size + "件.");
// 生产后唤醒消费者
notify();
}
System.out.println(
"+++++生产者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】 生产结束.");
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public synchronized void consume(int num) {
try {
System.out.println(
"-----消费者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】, 他需要消费" + num + "件产品.");
// 当消费完成则停止
while (num > 0) {
// 如果当前库存大小小于等于0,则停止消费等待生产。
if (size <= 0) {
System.out.println(
"-----" + Thread.currentThread().getName() + " 检测库存已空,停止消费等待生产...");
// 等待生产
wait();
System.out.println(
"-----" + Thread.currentThread().getName() + " 开始消费...");
}
// 否则继续消费
int dec = (size - num) > 0 ? num : size;
num
-= dec;
size
-= dec;
SleepUtils.second(
1);
System.out.println(
"-----" + Thread.currentThread().getName() + " 消费了" + dec + "件,当前有" + size + "件.");
// 消费后唤醒生产者继续生产
notify();
}
System.out.println(
"-----消费者【" + Thread.currentThread().getName()
+ "】 消费结束.");
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

  上面是工厂(仓库)类,主要包含两个任务一个是生产一个是消费,接下来创建两个线程去调用它,如下:


package com.yuanfy.jmm.threads;
/**
* 生产线程
*/
class Produce {
private Factory factory;
public Produce(Factory factory) {
this.factory = factory;
}
public void produce(String name, final int num) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
factory.produce(num);
}
}, name).start();
}
}
/**
* 消费线程
*/
class Consume {
private Factory factory;
public Consume(Factory factory) {
this.factory = factory;
}
public void consume(String name, final int num) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
factory.consume(num);
}
}, name).start();
}
}
public class ProduceConsumeDemo {
public static void main(String[] args) {
Factory f
= new Factory(500);

Consume consume
= new Consume(f);
consume.consume(
"消费线程",600);
Produce produce
= new Produce(f);
produce.produce(
"生产线程",800);
}
}

  注意上方,消费线程和生产线程都是拥有同一个工厂对象,然后进行生产和消费模式。那么我们直接运行,结果如下:

  


 三、使用锁中的Condition对象进行控制

  这种方式估计用的比较少,因为使用Condition必须先使用锁Lock。这里我只介绍怎么用Condition对象进行控制实现生产者与消费者模式的实现。

  其实它跟上面那种方法有点类似,Condition对象中await()方法表示等待,signal()方法表示唤醒(看了AQS源码的应该都知道有这个对象且了解过这两个方法)。下面看下具体怎么实现:


public class Factory {
// 当前大小
private int size;
// 总容量
private int capacity;
private Lock lock;
// 已满的条件
private Condition fullCondition;
// 已空的条件
private Condition emptyCondition;
public Factory(int capacity) {
this.capacity = capacity;
lock
= new ReentrantLock();
fullCondition
= lock.newCondition();
emptyCondition
= lock.newCondition();
}
public void produce(int no) {
lock.lock();
try {
while (no > 0) {
while (size >= capacity) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 报告仓库已满,等待快递员取件...");
fullCondition.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 报告开始进货...");
}
int inc = (no + size) > capacity ? (capacity - size) : no;
no
-= inc;
size
+= inc;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+
" 报告进货了: " + inc + "件, 当前库存数: " + size);
emptyCondition.signal();
}
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
lock.unlock();
}
}
public void consume(int no) {
lock.lock();
try {
while (no > 0) {
while (size <= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 报告仓库已空,等待仓库管理员进货");
emptyCondition.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 报告开始取件...");
}
int dec = (size - no) > 0 ? no : size;
no
-= dec;
size
-= dec;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+
" 报告取件: " + dec + ", 当前库存数: " + size);
fullCondition.signal();
}
}
catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
lock.unlock();
}
}
}

  看了上面工厂类的代码后是不是跟使用Object中wait()和notify()方法类似呢。 主要区别就是拥有对象的方式不一样,这里使用的lock进行且需要手动释放,而第一种是需要Synchronized进行控制。


四、使用阻塞队列进行实现

  这个就很简单了,它已经封装好等待和唤醒的操作,所以不进行案例分享了。其中涉及到两个重要方法put() 和 take

  

 



推荐阅读
  • Iamtryingtomakeaclassthatwillreadatextfileofnamesintoanarray,thenreturnthatarra ... [详细]
  • Java太阳系小游戏分析和源码详解
    本文介绍了一个基于Java的太阳系小游戏的分析和源码详解。通过对面向对象的知识的学习和实践,作者实现了太阳系各行星绕太阳转的效果。文章详细介绍了游戏的设计思路和源码结构,包括工具类、常量、图片加载、面板等。通过这个小游戏的制作,读者可以巩固和应用所学的知识,如类的继承、方法的重载与重写、多态和封装等。 ... [详细]
  • 开发笔记:加密&json&StringIO模块&BytesIO模块
    篇首语:本文由编程笔记#小编为大家整理,主要介绍了加密&json&StringIO模块&BytesIO模块相关的知识,希望对你有一定的参考价值。一、加密加密 ... [详细]
  • Java容器中的compareto方法排序原理解析
    本文从源码解析Java容器中的compareto方法的排序原理,讲解了在使用数组存储数据时的限制以及存储效率的问题。同时提到了Redis的五大数据结构和list、set等知识点,回忆了作者大学时代的Java学习经历。文章以作者做的思维导图作为目录,展示了整个讲解过程。 ... [详细]
  • 本文讨论了一个关于cuowu类的问题,作者在使用cuowu类时遇到了错误提示和使用AdjustmentListener的问题。文章提供了16个解决方案,并给出了两个可能导致错误的原因。 ... [详细]
  • 如何自行分析定位SAP BSP错误
    The“BSPtag”Imentionedintheblogtitlemeansforexamplethetagchtmlb:configCelleratorbelowwhichi ... [详细]
  • 向QTextEdit拖放文件的方法及实现步骤
    本文介绍了在使用QTextEdit时如何实现拖放文件的功能,包括相关的方法和实现步骤。通过重写dragEnterEvent和dropEvent函数,并结合QMimeData和QUrl等类,可以轻松实现向QTextEdit拖放文件的功能。详细的代码实现和说明可以参考本文提供的示例代码。 ... [详细]
  • LeetCode笔记:剑指Offer 41. 数据流中的中位数(Java、堆、优先队列、知识点)
    本文介绍了LeetCode剑指Offer 41题的解题思路和代码实现,主要涉及了Java中的优先队列和堆排序的知识点。优先队列是Queue接口的实现,可以对其中的元素进行排序,采用小顶堆的方式进行排序。本文还介绍了Java中queue的offer、poll、add、remove、element、peek等方法的区别和用法。 ... [详细]
  • 本文介绍了OC学习笔记中的@property和@synthesize,包括属性的定义和合成的使用方法。通过示例代码详细讲解了@property和@synthesize的作用和用法。 ... [详细]
  • Spring特性实现接口多类的动态调用详解
    本文详细介绍了如何使用Spring特性实现接口多类的动态调用。通过对Spring IoC容器的基础类BeanFactory和ApplicationContext的介绍,以及getBeansOfType方法的应用,解决了在实际工作中遇到的接口及多个实现类的问题。同时,文章还提到了SPI使用的不便之处,并介绍了借助ApplicationContext实现需求的方法。阅读本文,你将了解到Spring特性的实现原理和实际应用方式。 ... [详细]
  • JVM 学习总结(三)——对象存活判定算法的两种实现
    本文介绍了垃圾收集器在回收堆内存前确定对象存活的两种算法:引用计数算法和可达性分析算法。引用计数算法通过计数器判定对象是否存活,虽然简单高效,但无法解决循环引用的问题;可达性分析算法通过判断对象是否可达来确定存活对象,是主流的Java虚拟机内存管理算法。 ... [详细]
  • 关键词:Golang, Cookie, 跟踪位置, net/http/cookiejar, package main, golang.org/x/net/publicsuffix, io/ioutil, log, net/http, net/http/cookiejar ... [详细]
  • Android JSON基础,音视频开发进阶指南目录
    Array里面的对象数据是有序的,json字符串最外层是方括号的,方括号:[]解析jsonArray代码try{json字符串最外层是 ... [详细]
  • 本文详细介绍了Spring的JdbcTemplate的使用方法,包括执行存储过程、存储函数的call()方法,执行任何SQL语句的execute()方法,单个更新和批量更新的update()和batchUpdate()方法,以及单查和列表查询的query()和queryForXXX()方法。提供了经过测试的API供使用。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了Java中vector的使用方法和相关知识,包括vector类的功能、构造方法和使用注意事项。通过使用vector类,可以方便地实现动态数组的功能,并且可以随意插入不同类型的对象,进行查找、插入和删除操作。这篇文章对于需要频繁进行查找、插入和删除操作的情况下,使用vector类是一个很好的选择。 ... [详细]
author-avatar
手机用户2602897411
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有