生产者-消费者模型Java代码实现

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作者：@ZJXin
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考查Java的并发编程时，手写"生产者-消费者模型"是一个经典问题。本文给出一种相对比较简单容易理解、容易实现的java代码实现这一模型。

步骤：

1. 创建一个实体类（本例为WoTou）
2. 创建一个"容器"
3. 创建生产者线程类
4. 创建消费者线程类
5. main()函数创建一个或多个生产者以及消费者线程，并同时运行

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1. 首先创建一个实体类

class WoTou{

    //用来标记生产的每个实例
    int id;
    
    public WoTou(int id){
        this.id = id;
    }
    
    public String toString(){
        //重写toString方法，方便打印
        return "WoTou:" + id;
    }
}

2. 创建一个“容器”，用栈这一数据结构实现，生产者每次从将生产的物品放到最上边，同时消费者每次消费最上边的物品。（也可以用循环队列这一数据结构实现）

class Container{
    
    int index = 0;
    WoTou []arrWT = new WoTou[6];
    
    //通过synchronized这一关键字来同步
    public synchronized void set(WoTou wotou){//生产方法，加锁
        
        while(index == arrWT.length){
            //必须使用while，而不是if
            //因为如果用if抛出异常，后边的代码还会继续执行
            //while的话抛出异常后还是回到while里边执行
            try {
                this.wait();
            } catch ( InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        //唤醒其他线程
        this.notifyAll();
        
        arrWT[index++] = wotou;
        
    }
    
    //通过synchronized这一关键字来同步
    public synchronized WoTou get(){//消费方法，加锁
        
        while(index == 0){
        //同理，必须使用while
            try{
                this.wait();
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        this.notifyAll();
        
        
        WoTou woTou = arrWT[--index];
        return woTou;
    }
    
}

3. 创建生产者线程

class Producer implements Runnable{//生产者线程

    Container container = null;
    
    public Producer(Container container) {
        this.container = container;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        
        for(int i=0;i<100;i++){
            
            WoTou wotou = new WoTou(i);
            container.set(wotou);
            System.out.println("生产了:" + wotou);
            try{
                Thread.sleep((int)(Math.random() * 200));
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
}

4. 创建消费者线程

class Consumer implements Runnable{//消费者线程

    Container container = null;
    
    public Consumer(Container container) {
        this.container = container;
    }
    
    @Override
    public void run() {

        while(true){
            
            WoTou woTou = container.get();
            System.out.println("消费了:"+woTou);
            
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random() * 1000));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
}

5. 主函数创建线程并运行

public class ProducerConsumerTest {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        Container container = new Container();
        Producer p = new Producer(container);
        Consumer c = new Consumer(container);
        new Thread(p).start();
        
        //可以创建多个生产者消费者线程
        //new Thread(p).start();
        //new Thread(p).start();
        //new Thread(c).start();
        new Thread(c).start();
    }
}