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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。
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:
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。
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
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原文地址:https://www.cnblogs.com/yuanfy008/p/9574509.html