Java线程：并发协作-生产者消费者模型

对于多线程程序来说，不管任何编程语言，生产者消费者模型都是最经典的。
实际上，准确的说应该是“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，应该明确以下几点：

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有产品的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，应该通知消费者去消费。

此模型将要结合java.lang.Object的wait与notify，notifyAll方法来实现以上的需求。这是非常重要的。
用代码实现如下：

class Godown{
    public static final int max_size = 100 ;//最大库存量
    public int curnum ; //当前库存量
    public Godown() {
        // TODO 自动生成的构造函数存根
    }
    public Godown(int curnum){
        this.curnum = curnum;
    }
    public synchronized void produce(int neednum){ //生产指定数量的产品 
        while((neednum+curnum)>max_size){//检测是否需要生产
            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1");
             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，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();    
    }
    public synchronized void consume(int neednum){
        while((curnum<neednum)) { //检测是否可以消费
            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，即更改当前库存量
        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 ;     // 生产产品数量
    private Godown godown;   //仓库

    public Producer(int neednum,Godown godown) {
        // TODO 自动生成的构造函数存根
        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 ;  // 生产产品数量
    private Godown godown; //仓库
    public Consumer(int needrum,Godown godown) {
        // TODO 自动生成的构造函数存根
        this.neednum = needrum;
        this.godown = godown;
    }
    public void run(){
        //消费指定数量的产品
        godown.consume(neednum);
    }
}

主程序实现代码：

package com.leetch.Threads;
import java.lang.*; 
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);

        c1.start();
        c2.start();
        c3.start();
        p1.start();
        p2.start();
        p3.start();
        p4.start();
        p5.start();
        p6.start();
    }
}

一次执行结果如下：

说明：
对于本例，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。
nitifyAll()方法，起到一个通知作用，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，都去执行吧！”。
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，则进程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，这样的例子更加复杂。
Java线程：并发协作-死锁
线程发生死锁可能性很小，即使看似可能发生死锁的代码，在运行时发生死锁的可能性也是小之又小。
发生死锁的原因一般是两个对象的锁相互等待造成的。
例如：

public class Test { 
        public static void main(String[] args) { 
                DeadlockRisk dead = new DeadlockRisk(); 
                MyThread t1 = new MyThread(dead, 1, 2); 
                MyThread t2 = new MyThread(dead, 3, 4); 
                MyThread t3 = new MyThread(dead, 5, 6); 
                MyThread t4 = new MyThread(dead, 7, 8); 

                t1.start(); 
                t2.start(); 
                t3.start(); 
                t4.start(); 
        } 

} 

class MyThread extends Thread { 
        private DeadlockRisk dead; 
        private int a, b; 


        MyThread(DeadlockRisk dead, int a, int b) { 
                this.dead = dead; 
                this.a = a; 
                this.b = b; 
        } 

        @Override 
        public void run() { 
                dead.read(); 
                dead.write(a, b); 
        } 
} 

class DeadlockRisk { 
        private static class Resource { 
                public int value; 
        } 

        private Resource resourceA = new Resource(); 
        private Resource resourceB = new Resource(); 

        public int read() { 
                synchronized (resourceA) { 
                        System.out.println("read():" + Thread.currentThread().getName() + "获取了resourceA的锁！"); 
                        synchronized (resourceB) { 
                                System.out.println("read():" + Thread.currentThread().getName() + "获取了resourceB的锁！"); 
                                return resourceB.value + resourceA.value; 
                        } 
                } 
        } 

        public void write(int a, int b) { 
                synchronized (resourceB) { 
                        System.out.println("write():" + Thread.currentThread().getName() + "获取了resourceA的锁！"); 
                        synchronized (resourceA) { 
                                System.out.println("write():" + Thread.currentThread().getName() + "获取了resourceB的锁！"); 
                                resourceA.value = a; 
                                resourceB.value = b; 
                        } 
                } 
        } 
}