生产者消费者问题

应用场景:
    1、假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将仓库中产品取走消费。
    2、如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,直到仓库中的产品被消费者取走为止。
    3、如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,直到仓库中再次放入产品为止。

这是一个线程同步问题,生产者和消费者共享同一个资源,并且生产者和消费者之间相互依赖,互为条件。
    1、对于生产者,没有生产产品之前,要通知消费者等待,而生产了产品之后,又需要马上通知消费者消费
    2、对于消费者,在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生产新的产品以供消费
    3、在生产者消费问题中,仅有synchronized是不够的
        synchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步
        synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)
    java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
        wait()   表示线程一直等待,直到其他线程通知,与sleep不同,会释放锁
        wait(long timeout)   指定等待的毫秒数
        notify()   唤醒一个处于等待状态的线程
        notifyAll()   唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先调度
    
注:均是Object类的方法,都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常IllegalMonitorStateException

并发协作模型"生产者/消费者模式"--->管程法
    1、生产者:负责生产数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程);
    2、消费者:负责处理数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程);
    3、缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个"缓冲区";
(生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区中拿出数据)

测试代码:

//测试:生产者消费者-->利用缓冲区解决:管程法

//生产者,消费者,产品,缓冲区
public class TsetPc
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();
        new Productor(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer synContainer;

    public Productor(SynContainer synContainer){
        this.synContainer = synContainer;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            synContainer.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer synContainer;

    public Consumer(SynContainer synContainer){
        this.synContainer = synContainer;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            System.out.println("消费了-->"+synContainer.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;//产品编号

    public Chicken(int id)
    {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了,就需要等待消费者消费
        if (chickens.length == count){
            //通知消费者消费,生产者等待
            try
            {
                this.wait();
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果没有满,我们就需要丢入产品
        chickens[count] = chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断是否能消费
        if (count == 0){
            //等待生产者生产,消费者等待
            try
            {
                this.wait();
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];
        //吃完了通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;
    }
}

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