「每日一面」生产者消费者问题（今日头条Android岗位面试题）
以前去面试今日头条Android岗位，没有问太多安卓技术问题，印象比较深的就是让手写一下生产者消费者的问题。当时只想到多线程，等待阻塞，但是准备不足，没有写出来。今天再复盘理解分享一下。
1. 生产者消费者问题?
生产者消费者问题（英语：Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题或者缓存绑定问题（英语：Bounded-buffer problem），是一个多线程同步问题的经典案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。主要看多生产者多消费者。
2. 问题分析
1) 关系分析。生产者和消费者对缓冲区互斥访问是互斥关系，同时生产者和消费者又是一个相互协作的关系，只有生产者生产之后，消费者才能消费，他们也是同步关系。
2) 整理思路。这里比较简单，只有生产者和消费者两个进程，正好是这两个进程存在着互斥关系和同步关系。那么需要解决的是互斥和同步PV操作的位置。
3. 代码实现
在Java中有四种方法支持同步，其中前三个是同步方法，一个是管道方法。
wait() / notify()方法await() / signal()方法
BlockingQueue阻塞队列方法
PipedInputStream / PipedOutputStream
缓冲区Storage.java代码如下：
3.1 wait() / notify()方法
wait() / nofity()方法是基类Object的两个方法：
wait()方法：当缓冲区已满/空时，生产者/消费者线程停止自己的执行，放弃锁，使自己处于等等状态，让其他线程执行。
notify()方法：当生产者/消费者向缓冲区放入/取出一个产品时，向其他等待的线程发出可执行的通知，同时放弃锁，使自己处于等待状态。
import java.util.LinkedList;
public class Storage
{
// 仓库最大存储量
private final int MAX_SIZE = 100;
// 仓库存储的载体
private LinkedList生产者Producer.java代码如下
public class Producer extends Thread
{
private String producer;
private Storage storage;
public Producer(Storage storage)
{
this.storage = storage;
}
@Override
public void run()
{
produce(producer);
}
public void produce(String producer)
{
storage.produce(producer);
}
public String getProducer()
{
return producer;
}
public void setProducer(String producer)
{
this.producer = producer;
}
public Storage getStorage()
{
return storage;
}
public void setStorage(Storage storage)
{
this.storage = storage;
}
}消费者Cosumer.java代码如下：
public class Consumer extends Thread
{
private String consumer;
private Storage storage;
public Consumer(Storage storage)
{
this.storage = storage;
}
@Override
public void run()
{
consume(consumer);
}
public void consume(String consumer)
{
storage.consume(consumer);
}
public Storage getStorage()
{
return storage;
}
public void setStorage(Storage storage)
{
this.storage = storage;
}
public String getConsumer() {
return consumer;
}
public void setConsumer(String consumer) {
this.consumer = consumer;
}
}运行结果如下
仓库已空，【消费者1】： 暂时不能执行消费任务!
【生产者3】：生产了一个产品 【现仓储量为】:1
【消费者2】：消费了一个产品 【现仓储量为】:0
仓库已空，【消费者3】： 暂时不能执行消费任务!
【生产者1】：生产了一个产品 【现仓储量为】:1
【生产者4】：生产了一个产品 【现仓储量为】:2
【生产者2】：生产了一个产品 【现仓储量为】:3
【生产者5】：生产了一个产品 【现仓储量为】:4
【消费者1】：消费了一个产品 【现仓储量为】:3
【消费者3】：消费了一个产品 【现仓储量为】:23.2 await() / signal()方法
await()和signal()的功能基本上和wait() / nofity()相同，完全可以取代它们，但是它们和新引入的锁定机制Lock直接挂钩，具有更大的灵活性。通过在Lock对象上调用newCondition()方法，将条件变量和一个锁对象进行绑定，进而控制并发程序访问竞争资源的安全。
缓冲区Storage.java代码如下：
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Storage {
// 仓库最大存储量
private final int MAX_SIZE = 100;
// 仓库存储的载体
private LinkedList它是一个已经在内部实现了同步的队列，实现方式采用的是我们第2种await() / signal()方法。它可以在生成对象时指定容量大小。它用于阻塞操作的是put()和take()方法：
put()方法：类似于我们上面的生产者线程，容量达到最大时，自动阻塞。
take()方法：类似于我们上面的消费者线程，容量为0时，自动阻塞。
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class Storage {
// 仓库最大存储量
private final int MAX_SIZE = 100;
// 仓库存储的载体
private LinkedBlockingQueue