Java并发协作——生产者、消费者模型

概述

对于多线程程序来说，生产者和消费者模型是非常经典的模型。更加准确的说，应该叫“生产者-消费者-仓库模型”。离开了仓库，生产者、消费者就缺少了共用的存储空间，也就不存在并非协作的问题了。

示例

定义一个场景。一个仓库只允许存放10件商品，生产者每次可以向其中放入一个商品，消费者可以每次从其中取出一个商品。同时，需要注意以下4点：

1.  同一时间内只能有一个生产者生产，生产方法需要加锁synchronized。

2.  同一时间内只能有一个消费者消费，消费方法需要加锁synchronized。

3.  仓库为空时，消费者不能继续消费。消费者消费前需要循环判断当前仓库状态是否为空，空的话则消费线程需要wait，释放锁允许其他同步方法执行。

4.  仓库为满时，生产者不能继续生产，生产者生产钱需要循环判断当前仓库状态是否为满，满的话则生产线程需要wait，释放锁允许其他同步方法执行。

示例代码如下：

public class Concurrence {
	public static void main(String[] args) {
		WareHouse wareHouse = new WareHouse();
		Producer producer = new Producer(wareHouse);
		Consumer consumer = new Consumer(wareHouse);

		new Thread(producer).start();
		new Thread(consumer).start();
	}
}

class WareHouse {
	private static final int STORE_SIZE = 10;
	private String[] storeProducts = new String[STORE_SIZE];
	private int index = 0;

	public void pushProduct(String product) {
		synchronized (this) {
			while (index == STORE_SIZE) {
				try {
					this.wait();
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}

			storeProducts[index++] = product;
			this.notify();

			System.out.println("生产了: " + product + " , 目前仓库里共: " + index
					+ " 个货物");
		}
	}

	public synchronized String getProduct() {
		synchronized (this) {
			while (index == 0) {
				try {
					this.wait();
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}

			String product = storeProducts[index - 1];
			index--;
			System.out.println("消费了: " + product + ", 目前仓库里共: " + index
					+ " 个货物");
			this.notify();
			return product;
		}
	}
}

class Producer implements Runnable {
	WareHouse wareHouse;

	public Producer(WareHouse wh) {
		this.wareHouse = wh;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 40; i++) {
			String product = "product" + i;
			this.wareHouse.pushProduct(product);
		}
	}
}

class Consumer implements Runnable {
	WareHouse wareHouse;

	public Consumer(WareHouse wh) {
		this.wareHouse = wh;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 40; i++) {
			this.wareHouse.getProduct();
		}
	}
}