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2018-12-25 线程生产消费者模式

2018-12-25 线程生产消费者模式

作者: 转头就成空 | 来源:发表于2018-12-28 14:12 被阅读0次

    原理: 建立一个公共的容器用来存放产品(产品池),生产者和消费者分别为单独的线程对产品池进行操作。为了保证线程的安全需要利用synchronized来使得产品池来实现阻塞的功能(互锁)。

    建立产品池(容器):

    public class Container<T> {                       //建立产品池的泛型
        private T[] arr;                              //泛型数组
        private  int top=0;                          //数组指针,指示数组的元素序号          
        public Container() {                        //确定容器的容量
            this(5);
        }
    
        public Container(int size) {                    //容器的构造方法
            this.arr = (T[])new Object[size];
        }
    
        public synchronized void save(T o){              //生产者生产产品的同步方法
            while (top==arr.length){                     //判定数组内没有元素
                try {
                    this.wait();                          //等待
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    }
            arr[top]=o;                               //添加元素到数组
            for (int i=0;i<arr.length;i++)
            {
             top++;                                    //指针移动
            System.out.println("做了"+top+"个包子");
    }
            notify();                                  //通知等待的对象
            System.out.println("有包子了");
        }
    

    测试:

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {     //主线程
            Container<String> container = new Container<>(); //创建容器对象
            new Thread("做包子") {                      //创建生产者的线程(匿名类)
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 10; i++)         //生产者生产出的产品数量
                        container.save("包子");
                    System.out.println("最后存量:" + container.count());
                }
            }.start();
            new Thread("取包子1") {   //消费者1
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 100; i++) //保持有消费者进行购买
                        container.fetch();
                }
            }.start();
            new Thread("取包子2") {
                @Override
                public void run() {
                    container.fetch();//消费者购买一次
                }
            }.start();
        }
    }
    

    此功能实现了在最大存货量达成后,在有消费者需求将不再回应,此时消费者保持等待(过程结束)。这类方法是利用了数组建立栈模型来存放产品,实际中利用队列的模型(或者是)更合适。

    为了使主程序简洁,可以单独提出产品类、消费者类、生产者类使得整个程序结构更加优化

    产品类:

    public class BaoZi {
        private Integer id;
        private String name;
    
        public BaoZi() {
    
        }
    
        public BaoZi(Integer id, String name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
    
        public Integer getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(Integer id) {
            this.id = id;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "BaoZi{" +
                    "id=" + id +
                    ", name='" + name + '\'' +
                    '}';
        }
    }
    

    生产者类:

    public class Productor extends Thread{
        private Container<BaoZi> container;
        private Integer sum;
    
        public Productor(Container<BaoZi> container,Integer sum,String name) {
            super(name);
            this.container=container;
            this.sum = sum;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            String[] names={"鲜肉包","香菇包","豆沙包"};
            Random random=new Random();
            for(int i=0;i<sum;i++){
                 BaoZi baozi=new BaoZi(i+1,names[random.nextInt(3)]);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"做一个"+baozi);
                container.save(baozi);
            }
        }
    }
    

    消费者类:

    public class Customer extends Thread{
        private Container<BaoZi>container;
        private Integer sum;
    
        public Customer(Container<BaoZi>container,Integer sum,String name) {
            super(name);
            this.container=container;
            this.sum = sum;
        }
    
        @Override
        public void run() {
    
            Random random=new Random();
            for(int i=0;i<sum;i++){
                BaoZi baoZi=container.fetch();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买了一个"+baoZi);
                try {
                    Thread.sleep(1000+random.nextInt(1000));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    

    产品池:

    public class Container<T> {
        private T[] arr;
        private int top = 0;
        public Container() {
            this(5);
        }
    
        public Container(int size) {
            this.arr = (T[]) new Object[size];
        }
    
        public synchronized void save(T o) {
            while (top == arr.length) {
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    }
          arr[top] = o;
              top++;
         notify();
      }
    public synchronized T fetch() {
            while (top == 0) {
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            try {
                Thread.sleep(400);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            top--;
            T t = arr[top];
            notify();
             return t;
        }
     public int count() {
            return top;
        }
    }
    

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