操作系统 简单的单生产者单消费者问题

【题目】

生产者消费者类型问题和各种变型问题的场景应用模拟（能反映多线程或多任务交替并发执行时的同步关系）

【设计案例】

生产者行为——给变量赋值name+sex 例如张三 男，李四 女
消费者行为——输出变量内容 name+sex 将赋值情况输出
在生产姓名和性别的时候用两条语句分别生产，消费的时候也是同样的道理，这是为了让生产和消费的时候，多个线程进入将会导致名字和性别错乱，从而可以进行同步解决这种错乱问题。

【出现的问题】

问题1：出现性别紊乱的情况。
原因：生产者先生产出张三男，此时消费者没有消费，生产者继续生产出姓名为李四，此时消费者就开始消费了。

解决方案：

只要保证生产姓名和性别的过程保持同步，中间不能被消费者线程进来
问题2：应该出现生产一个数据，消费一个数据
应该交替出现：张三 男，李四女，张三男，李四女…
原因：出现了重复消费的问题
解决方案：要使用等待和唤醒机制

【设计思路】

新建Consumer（消费者类），Producer（生产者类），ShareResource（共享资源），test（测试类），共享组员

Producer中进行50次生产行为，并且交替生产 张三 男 和 李四 女。

【效果演示】

【具体代码】

ShareResource,java

import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;//共享资源public class ShareResource {    private String name;    private String sex;    private final Lock lock=new ReentrantLock();    private Condition con_condition=lock.newCondition();//共享资源为空的时候条件变量    private Condition pro_condition=lock.newCondition();//共享资源为满的时候条件变量    private boolean isEmpty=true;//表示共享资源是否为空    /**     * 生产者将生产的数据传入共享资源对象中     * @param name 共享资源中存储的姓名     * @param sex  共享资源中存储的性别     */    public void push(String name,String sex){        lock.lock();        try {            while(!isEmpty){//当前isEmpty为false的时候，不空等着消费者来获取                //使用同步锁对象来调用，表示当前线程释放同步锁，进入等待池，只能被其他线程唤醒                pro_condition.await();            }            //-------生产开始-------            this.name=name;            Thread.sleep(10);            this.sex=sex;               con_condition.signalAll();//唤醒其他线程            isEmpty=false;//设置共享资源中数据不为空            //condition.signal();//唤醒一个消费者            //-------生产结束-------        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}        finally{            lock.unlock();        }    }     /**     * 消费者将共享资源对象中取出数据     */    public void popup(){        lock.lock();        try {            while(isEmpty){                con_condition.await();            }            //-------消费开始-------            Thread.sleep(10);            System.out.print("name  "+this.name);            System.out.println("  sex  "+this.sex);            //-------消费结束-------            pro_condition.signalAll();//唤醒其他线程            isEmpty=true;        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}        finally{            lock.unlock();        }    }}

消费者
Consumer.java

//消费者public class Consumer implements Runnable {    private ShareResource shareResource=null;    public Consumer(ShareResource shareResource) {        this.shareResource = shareResource;    }    public void run(){        for(int i=0;i<50;i++){            shareResource.popup();        }    }}

生产者
Producer.java

//生产者public class Producer implements Runnable {    ShareResource shareResource=null;    Producer(ShareResource shareResource){        this.shareResource=shareResource;    }    public void run() {        for(int i=0;i<50;i++){            if(i%2==0)                shareResource.push("张三", "男");            else                shareResource.push("李四", "女");        }    }}

测试类
test.java

public class test {    public static void main(String[] args) {        ShareResource resource=new ShareResource();        new Thread(new Producer(resource)).start();        new Thread(new Producer(resource)).start();        new Thread(new Consumer(resource)).start();        new Thread(new Consumer(resource)).start();    }}//输出结果//name  李四sex  女//name  李四sex  女//name  李四sex  女//name  李四sex  女//name  李四sex  女