Java 多线程设计模式之Producer-Consumer

Producer-Consumer 模式通过在数据的生产者和消费者之间引入一个通道（Channel, 暂时可以将其简单地理解为一个队列）对二者进行解耦（Decouping):生产者将其生产的数据放入通道，消费者从相应通道中取出数据进行消费，生产者和消费者各自运行在各自的线程中，从而使双方处理速率互补影响。

7.4.1 通道积压

当消费者的处理能力低于生产者的处理能力时，随着时间的推移，通道中存储的“产品”会越来越多而出现挤压现象。常见的处理方法有两种：
1. 使用有界阻塞队列，使用有界阻塞队列（如ArrayBlokingQueue 和带容量限制的LinkedBlockingQueue)作为Channel 参与者的实现可以实现将消费者的处理压力“反弹”给生产者。具体莱索，当通道的有界阻塞队列逐渐积压到队列满，此时生产者线程会被阻塞直到相应的消费者“消费”了队列的一些”产品“，使得队列非满。
2. 使用带流量控制的无界阻塞队列。使用无界阻塞队列（如不带容量限制的LinkBlockingQueue)，借助控制流量实现，即对同一时间内可以有多少个生产者线程往通道中存储”产品“进行限制。

7.4.2 工作窃取方法

如果一个通道实例对应于多个队列实例，那么就可以实现多个消费者线程从通道中取“产品”的时候访问的是各自的队列实例，此时，各个消费者线程修改队列的头指针并不会导致锁竞争。
工作窃取（Work Stealing) 算思想，当一个消费者线程处理完该线程对应的队列中的“产品”时，它可以继续从其他消费者线程对应的队列中取出“产品”进行处理。

JDK 1.5 引入的标准库类 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 可以看成是Producer-Consummer模式的可服用实现。 ThreadPoolExecutor 内部维护的工作队列和工作者线程相当于Producer-Consumer 模式的Channel 参与者和Consumer 参与者。而ThreadPoolExecutor 的客户端代码则相当于Producer 参与者。