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生产者消费者模式是并发、多线程编程中经典的设计模式，生产者和消费者通过分离的执行工作解耦，简化了开发模式，生产者和消费者可以以不同的速度生产和消费数据。这篇文章我们来看看什么是生产者消费者模式，这个问题也是多线程面试题中经常被提及的。如何使用阻塞队列（Blocking Queue）解决生产者消费者模式，以及使用生产者消费者模式的好处。
真实世界中的生产者消费者模式
生产者和消费者模式在生活当中随处可见，它描述的是协调与协作的关系。比如一个人正在准备食物（生产者），而另一个人正在吃（消费者），他们使用一个共用的桌子用于放置盘子和取走盘子，生产者准备食物，如果桌子上已经满了就等待，消费者（那个吃的）等待如果桌子空了的话。这里桌子就是一个共享的对象。在Java Executor框架自身实现了生产者消费者模式它们分别负责添加和执行任务。
生产者消费者模式的好处
它的确是一种实用的设计模式，常用于编写多线程或并发代码。下面是它的一些优点：
它简化的开发，你可以独立地或并发的编写消费者和生产者，它仅仅只需知道共享对象是谁
生产者不需要知道谁是消费者或者有多少消费者，对消费者来说也是一样
生产者和消费者可以以不同的速度执行
分离的消费者和生产者在功能上能写出更简洁、可读、易维护的代码
多线程中的生产者消费者问题
生产者消费者问题是一个流行的面试题，面试官会要求你实现生产者消费者设计模式，以至于能让生产者应等待如果队列或篮子满了的话，消费者等待如果队列或者篮子是空的。这个问题可以用不同的方式来现实，经典的方法是使用wait和notify方法在生产者和消费者线程中合作，在队列满了或者队列是空的条件下阻塞，Java5的阻塞队列（BlockingQueue）数据结构更简单，因为它隐含的提供了这些控制，现在你不需要使用wait和nofity在生产者和消费者之间通信了，阻塞队列的put()方法将阻塞如果队列满了，队列take()方法将阻塞如果队列是空的。在下部分我们可以看到代码例子。
先回顾一下知识点阻塞队列BlockingQueue
常用实现队列简介:
下面是实现代码 目的是解决生产者和消费者的异步解耦 完全透明
public class Producer implements Runnable { BlockingQueue blockingQueue = null; public Producer(BlockingQueue blockingQueue) { this.blockingQueue = blockingQueue; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { System.out.println("producer:" + i); blockingQueue.put(i); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } }
下面是消费者:
public class Customer implements Runnable { BlockingQueue blockingQueue = null; public Customer(BlockingQueue blockingQueue) { this.blockingQueue = blockingQueue; } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub while (true) { try { System.out.println("customer:" + blockingQueue.take()); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } }
客户单demo
public class ClientDemo { public static void main(String[] args) { BlockingQueue blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>(); Producer producer = new Producer(blockingQueue); Customer cusThread = new Customer(blockingQueue); Thread producerThread = new Thread(producer); Thread customerThread = new Thread(cusThread); producerThread.start(); customerThread.start(); } }
需要解释一下 里面的两个属性：
/** * BlockingQueue.put方法 public void put(E e) throws InterruptedException 将指定元素插入到此队列的尾部，如有必要，则等待空间变得可用。 指定者： 接口 BlockingQueue<E> 中的 put 参数： e - 要添加的元素 抛出： InterruptedException - 如果在等待时被中断 NullPointerException - 如果指定元素为 null */
BlockingQueue.put
=====================
BlockingQueue.take
/** * take public E take() throws InterruptedException 从接口 BlockingQueue 复制的描述 获取并移除此队列的头部，在元素变得可用之前一直等待（如果有必要）。 指定者： 接口 BlockingQueue<E> 中的 take 返回： 此队列的头部 抛出： InterruptedException - 如果在等待时被中断 */ blockingQueue.take(); public E take() throws InterruptedException { E x; int c = -1; final AtomicInteger count = this.count; final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; takeLock.lockInterruptibly(); try { while (count.get() == 0) { notEmpty.await(); } x = dequeue(); c = count.getAndDecrement(); if (c > 1) notEmpty.signal(); } finally { takeLock.unlock(); } if (c == capacity) signalNotFull(); return x; }
需要注意的是 put 和take都是阻塞的 在高并发场景下 不利于吞吐率的提升
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原文地址：https://www.cnblogs.com/zhangfengshi/p/9396077.html
