Java多线程并发执行-生产者消费者模型

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-07-16 10:16 199阅读 0赞

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。

/\*\*   
\* Java线程：并发协作-生产者消费者模型   
\*   
\* @author leizhimin 2009-11-4 14:54:36   
\*/   
public  class Test \{   
         public  static  void 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 \{   
         public  static  final  int max\_size = 100;  //最大库存量   
         public  int curnum;      //当前库存量   
  
        Godown() \{   
        \}   
  
        Godown( int curnum) \{   
                 this.curnum = curnum;   
        \}   
  
         /\*\*   
         \* 生产指定数量的产品   
         \*   
         \* @param neednum   
         \*/   
         public  synchronized  void 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   
         \*/   
         public  synchronized  void 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 \{   
         private  int neednum;                 //生产产品的数量   
         private Godown godown;             //仓库   
  
        Producer( int neednum, Godown godown) \{   
                 this.neednum = neednum;   
                 this.godown = godown;   
        \}   
  
         public  void run() \{   
                 //生产指定数量的产品   
                godown.produce(neednum);   
        \}   
\}   
  
/\*\*   
\* 消费者   
\*/   
class Consumer  extends Thread \{   
         private  int neednum;                 //生产产品的数量   
         private Godown godown;             //仓库   
  
        Consumer( int neednum, Godown godown) \{   
                 this.neednum = neednum;   
                 this.godown = godown;   
        \}   
  
         public  void 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：

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。