java实现生产者和消费者问题的几种方式
来源:互联网 发布:php httpclient 类库 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 10:25
一:使用syncronized
这是最直接原始的一种实现方式:
//数据源,用来模拟生产者生产的对象public class DataSource { //数据源--每个元素都是时间类型 private List<Date> data; //设置数据源大小 private int maxSize; public DataSource() { this.data = new LinkedList<>(); this.maxSize = 10; } //初始化数据源方法-set public synchronized void set(){ //如果数据源中的数据达到最大值,则让其等待 while (data.size()==maxSize){ try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } data.add(new Date()); System.out.printf("Set: %d.\n",data.size()); //在方法的尾部,调用notifyAll()方法来唤醒,所有在wait()方法上等待的线程 notifyAll(); } public synchronized void get(){ //如果数据源中没有数据,则让其等待 while (data.size()==0){ try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.printf("Get: %d: %s .\n",data.size(),((LinkedList<?>)data).poll()); }}
//生产者public class Producer implements Runnable { private DataSource dataSource; public Producer(DataSource dataSource) { this.dataSource = dataSource; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { dataSource.set(); } }}
//消费者public class Consumer implements Runnable { private DataSource dataSource; public Consumer(DataSource dataSource) { this.dataSource = dataSource; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { dataSource.get(); } }}
//测试类public class Main { public static void main(String[] args) { DataSource dataSource = new DataSource(); Thread producerThreads[] = new Thread[3]; Thread consumerThreads[] = new Thread[4]; for (int i = 0; i < 3; i++) producerThreads[i] = new Thread(new Producer(dataSource)); for (int i = 0; i < 4; i++) consumerThreads[i] = new Thread(new Consumer(dataSource)); for (int i = 0; i < 3; i++) producerThreads[i].start(); for (int i = 0; i < 4; i++) consumerThreads[i].start(); }}
二:使用Lock和Condition
lock是实现java同步的另外一种方式,使用lock比syncronized更加灵活。一个锁可能伴随着多个条件,这些条件在condition接口中。
我们将上面代码中DataSource类修改一下:
//数据源--每个元素都是时间类型 private List<Date> data; //设置数据源大小 private int maxSize; private Condition add; private Condition sub; private Lock lock; public DataSource() { this.data = new LinkedList<>(); this.maxSize = 10; lock = new ReentrantLock(); add = lock.newCondition(); sub = lock.newCondition(); } //初始化数据源方法-set public void set(){ //获取锁 lock.lock(); try{ //如果数据源中的数据达到最大值,则让其等待 while (data.size()==maxSize){ //注意,这里是await,wait()和notify()必须在synchronized的代码块中使用 因为只有在获取当前对象的锁时才能进行这两个操作 否则会报异常 而await()和signal()一般与Lock()配合使用 add.await(); } data.add(new Date()); System.out.printf("Set: %d,%s.\n",data.size(),Thread.currentThread().getName()); //在方法的尾部,signalAll()方法来唤醒,所有在wait()方法上等待的线程 sub.signalAll(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { //释放锁 lock.unlock(); } } public void get(){ lock.lock(); //如果数据源中没有数据,则让其等待 try { while (data.size()==0){ sub.await(); } add.signalAll(); System.out.printf("Get: %d: %s .\n",data.size(),((LinkedList<?>)data).poll()); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { lock.unlock(); } }
三:使用Exchanger 类
Exchanger 类允许2个并发任务互相交换数据。Exchanger 定义了一个同步点,当两个线程到达这个点后,他们互相交换数据。也就是说,使用第一个线程的数据类型变成第二个的,然后第二个线程的数据类型变成第一个的。
只是Exchanger只能操作两个线程,所以只能在生产者和消费者中各选择一个来实现这个类。
public class Producer implements Runnable { private List<String> buffer; //Producer 中包含 exchanger实例 private final Exchanger<List<String>> exchanger ; public Producer(List<String> buffer, Exchanger<List<String>> exchanger) { this.buffer = buffer; this.exchanger = exchanger; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { for (int j = 0; j < 10; j++) { String message = "Event "+((i*10)+j); System.out.printf("Product : %s .\n",message); buffer.add(message); } try { //设置交换点 buffer = exchanger.exchange(buffer); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.printf("Producer : %d \n",buffer.size()); } }}
public class Consumer implements Runnable { private List<String> buffer; private final Exchanger<List<String>> exchanger; public Consumer(List<String> buffer, Exchanger<List<String>> exchanger) { this.buffer = buffer; this.exchanger = exchanger; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { try { buffer = exchanger.exchange(buffer); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int j = 0; j < 10; j++) { String message = buffer.get(0); System.out.printf("Consumer : %s .\n",message); buffer.remove(0); } } }}
public class Main { public static void main(String[] args) { List<String> buffer1 = new ArrayList<>(); List<String> buffer2 = new ArrayList<>(); Exchanger<List<String>> exchanger = new Exchanger<>(); Producer producer = new Producer(buffer1, exchanger); Consumer consumer = new Consumer(buffer2, exchanger); Thread threadProducer = new Thread(producer); Thread threadConsumer = new Thread(consumer); threadProducer.start(); threadConsumer.start(); }}
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