多线程环境下，我们经常需要多个线程的并发和协作。这个时候，就需要了解一个重要的多线程并发协作模型“生产者消费者模式”。
什么是生产者？
生产者指的是负责生产数据的模块（这里模块可能是：方法、对象、线程、进程）。
什么是消费者？
消费者指的是负责处理数据的模块（这里模块可能是：方法、对象、线程、进程）。
什么是缓冲区？
消费者不能直接使用生产者的数据，它们之间有个“缓冲区”。生产者将生产好的数据放入“缓冲区”，消费者从“缓冲区”拿要处理的数据。
图119a
缓冲区是实现并发的核心，缓冲区的设置有3个好处
1. 实现线程的并发协作
有了缓冲区以后，生产者线程只需要往缓冲区里面放置数据，而不需管消费者消费的情况；同样，消费者只需要从缓冲区拿数据处理即可，也不需管生产者生产的情况。这样，就从逻辑上实现了“生产者线程”和“消费者线程”的分离。
2. 解耦了生产者和消费者
生产者不需要和消费者直接打交道。
3. 解决忙闲不均，提高效率
生产者生产数据慢时，缓冲区仍有数据，不影响消费者消费；消费者处理数据慢时，生产者仍然可以继续往缓冲区里面放置数据 。
【示例1】生产者与消费者模式示例
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public class TestProduce { public static void main(String[] args) { SyncStack sStack = new SyncStack(); Shengchan sc = new Shengchan(sStack); Xiaofei xf = new Xiaofei(sStack); sc.start(); xf.start(); } } class Mantou { //馒头 int id; Mantou(int id){ this.id=id; } } class SyncStack { //缓冲区(相当于：馒头框) int index=0; Mantou[] ms = new Mantou[10]; public synchronized void push(Mantou m){ while(index==ms.length){ try { this.wait(); //wait后，线程会将持有的锁释放。sleep是即使睡着也持有互斥锁。 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } this.notify(); //唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程。notifyAll叫醒所有在当前对象等待池中等待的所有线程。 //如果不唤醒的话。以后这两个线程都会进入等待线程，没有人唤醒。 ms[index]=m; index++; } public synchronized Mantou pop(){ while(index==0){ try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } this.notify(); index--; return ms[index]; } } class Shengchan extends Thread{ //生产者 SyncStack ss = null; public Shengchan(SyncStack ss) { this.ss=ss; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) { System.out.println("造馒头："+i); Mantou m = new Mantou(i); ss.push(m); } } } class Xiaofei extends Thread{ //消费者 SyncStack ss = null; public Xiaofei(SyncStack ss) { this.ss=ss; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) { Mantou m = ss.pop(); System.out.println("吃馒头："+i); } } |
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老鸟建议 在实际开发中，尤其是“架构设计”中，会大量使用这个模式。 对于初学者了解即可，如果晋升到中高级开发人员，这就是必须掌握的内容。 |
「全栈Java笔记」是一部能帮大家从零到一成长为全栈Java工程师系列笔记。笔者江湖人称 Mr. G，10年Java研发经验，曾在神州数码、航天院某所研发中心从事软件设计及研发工作，从小白逐渐做到工程师、高级工程师、架构师。精通Java平台软件开发，精通JAVAEE，熟悉各种流行开发框架。
笔记包含从浅入深的六大部分：
A-Java入门阶段
B-数据库从入门到精通
C-手刃移动前端和Web前端
D-J2EE从了解到实战
E-Java高级框架精解
F-Linux和Hadoop