2021-04-22 15:17:21

Java中高级高并发与多线程系列(六):经典的生产者-消费者模型


Java中高级高并发与多线程系列(六):经典的生产者-消费者模型

首先声明,本系列文章分享都是我自己的学习理解以后,原创手敲,可能包含错误的观点和理解,仅供参考,如遇错误的地方欢迎指正。

上一篇我们学会了 synchronized 线程同步,到这里已经可以做一些东西了,最为经典的就是生产者-消费者模型,一个生产者不停的生产资源,一个消费者不停的消费资源,两个线程模拟这样的关系,好比厨师和传菜工,厨师不停的炒菜,传菜工看到有菜了就端走。

多线程系列全部演示代码公开在:https://github.com/renfei/demo/tree/master/java/ConcurrentDemo

生产者与消费者设计

首先我们需要一个仓库对象来存储生产者的生产结果,消费者去仓库拿走结果,我们还是用苹果的案例,新建一个仓库:

/**
 * 仓库,装载苹果的内存空间
 */
class Warehouse {
    private Apple apple;
    // 优雅的停止线程标识,仓库是不是还在营业
    private boolean run = true;
    static class Apple {
    }
    public synchronized void set(Apple apple) {
        if (this.apple != null) {
            // 无法放入,需要被消费
            try {
                super.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            // 放入仓库,唤醒等待的线程
            this.apple = apple;
            super.notify();
        }
    }
    public synchronized Apple get() {
        if (this.apple == null) {
            // 仓库空了,无法消费,需要生产
            try {
                super.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        try {
            return this.apple;
        } finally {
            // 被消费,唤醒等待线程
            this.apple = null;
            super.notify();
        }
    }
    public boolean isRun() {
        return run;
    }
    public void setRun(boolean run) {
        this.run = run;
    }
}

生产者

生产者一直做生产工作,往仓库里送苹果:

/**
 * 生产者,苹果没了就生产
 */
class Producer implements Runnable {
    private Warehouse warehouse;
    public Producer(Warehouse warehouse) {
        this.warehouse = warehouse;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (warehouse.isRun()) {
            try {
                // 模拟延迟,模拟生产比消费快一点
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("生产者:生产一个苹果");
            this.warehouse.set(new Warehouse.Apple());
        }
    }
}

消费者

消费者一直从仓库里拿走苹果:

/**
 * 消费者,有苹果就消费
 */
class Consumer implements Runnable {
    private Warehouse warehouse;
    public Consumer(Warehouse warehouse) {
        this.warehouse = warehouse;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (warehouse.isRun()) {
            try {
                // 模拟延迟,模拟消费比生产慢一点
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            this.warehouse.get();
            System.out.println("消费者:消费一个苹果");
        }
    }
}

让他们运行起来:

// 装载苹果的仓库内存空间
Warehouse warehouse = new Warehouse();
// 生产者开始生产
Thread threadProducer = new Thread(new Producer(warehouse), "Producer");
// 消费者开始消费
Thread threadConsumer = new Thread(new Consumer(warehouse), "Consumer");
threadProducer.start();
threadConsumer.start();
try {
    // 让子线程们执行 4 秒
    Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 优雅的停止线程,仓库停止营业了
warehouse.setRun(false);

完整代码公开在:https://github.com/renfei/demo/blob/master/java/ConcurrentDemo/src/main/java/net/renfei/demo/concurrent/ProducerConsumerDemo.java

总结

在这个案例中,我们使用了线程通知机制,在仓库那里使用了 wait() 和 notify(),也许你会有疑问,唤醒的如果是自己呢?这个是唤醒所有子线程,但咱们还有个 if 判断,如果自己唤醒了自己 if 判断以后,还是会继续 wait(),除非条件满足才进行自己的逻辑。

另外我们使用了更优雅的线程停止方式,那就是根据条件判断,如果直接停止主线程,子线程还有逻辑没有运行完,就会造成数据错误,如果使用条件来控制线程的退出,这样可以保证子线程可以运行一次完整的逻辑再退出。



商业用途请联系作者获得授权。
版权声明:本文为博主「任霏」原创文章,遵循 CC BY-NC-SA 4.0 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://www.renfei.net/posts/1003502
评论与留言
以下内容均由网友提交发布,版权与真实性无法查证,请自行辨别。

本站有缓存策略,时间约2小时后能看到您的评论。本站使用自动审核机制,如果您的内容包含广告/谩骂/恐怖/暴力/涉政等不和谐内容将无法展示!


本站有缓存策略,时间约2小时后能看到您的评论。本站使用自动审核机制,如果您的内容包含广告/谩骂/恐怖/暴力/涉政等不和谐内容将无法展示!

关注任霏博客
扫码关注「任霏博客」微信订阅号
微博:任霏博客网
Twitter:@renfeii
Facebook:任霏