生产者消费者的多种java实现方式

生产者消费者问题是研究多线程程序时绕不开的经典问题之一，它描述是有一块缓冲区作为仓库，生产者可以将产品放入仓库，消费者则可以从仓库中取走产品。解决生产者/消费者问题的方法可分为两类：（1）采用某种机制保护生产者和消费者之间的同步；（2）在生产者和消费者之间建立一个管道。第一种方式有较高的效率，并且易于实现，代码的可控制性较好，属于常用的模式。第二种管道缓冲区不易控制，被传输数据对象不易于封装等，实用性不强。因此本文只介绍同步机制实现的生产者/消费者问题。

同步问题核心在于：如何保证同一资源被多个线程并发访问时的完整性。常用的同步方法是采用信号或加锁机制，保证资源在任意时刻至多被一个线程访问。Java语言在多线程编程上实现了完全对象化，提供了对同步机制的良好支持。在Java中一共有四种方法支持同步，其中前三个是同步方法，一个是管道方法。

（1）wait() / notify()方法

（2）await() / signal()方法

（3）BlockingQueue阻塞队列方法

（4）PipedInputStream / PipedOutputStream

本文只介绍最常用的前三种，第四种暂不做讨论，有兴趣的读者可以自己去网上找答案。

一、wait() / notify()方法

wait() / nofity()方法是基类Object的两个方法，也就意味着所有Java类都会拥有这两个方法，这样，我们就可以为任何对象实现同步机制。

wait()方法：当缓冲区已满/空时，生产者/消费者线程停止自己的执行，放弃锁，使自己处于等等状态，让其他线程执行。

notify()方法：当生产者/消费者向缓冲区放入/取出一个产品时，向其他等待的线程发出可执行的通知，同时放弃锁，使自己处于等待状态。

光看文字可能不太好理解，咱来段代码就明白了：

[java] view plaincopyprint?

1. import java.util.LinkedList; 
2.  
3. /**
4. * 仓库类Storage实现缓冲区
5. * 
6. * Email:[e-mail]
7. * 
8. * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
9. * 
10. */ 
11. public class Storage 
12. { 
13.     // 仓库最大存储量 
14.     private final int MAX_SIZE = 100; 
15.  
16.     // 仓库存储的载体 
17.     private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>(); 
18.  
19.     // 生产num个产品 
20.     public void produce(int num) 
21.     { 
22.         // 同步代码段 
23.         synchronized (list) 
24.         { 
25.             // 如果仓库剩余容量不足 
26.             while (list.size() + num > MAX_SIZE) 
27.             { 
28.                 System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" 
29.                         + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!"); 
30.                 try 
31.                 { 
32.                     // 由于条件不满足，生产阻塞 
33.                     list.wait(); 
34.                 } 
35.                 catch (InterruptedException e) 
36.                 { 
37.                     e.printStackTrace(); 
38.                 } 
39.             } 
40.  
41.             // 生产条件满足情况下，生产num个产品 
42.             for (int i = 1; i <= num; ++i) 
43.             { 
44.                 list.add(new Object()); 
45.             } 
46.  
47.             System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size()); 
48.  
49.             list.notifyAll(); 
50.         } 
51.     } 
52.  
53.     // 消费num个产品 
54.     public void consume(int num) 
55.     { 
56.         // 同步代码段 
57.         synchronized (list) 
58.         { 
59.             // 如果仓库存储量不足 
60.             while (list.size() < num) 
61.             { 
62.                 System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" 
63.                         + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!"); 
64.                 try 
65.                 { 
66.                     // 由于条件不满足，消费阻塞 
67.                     list.wait(); 
68.                 } 
69.                 catch (InterruptedException e) 
70.                 { 
71.                     e.printStackTrace(); 
72.                 } 
73.             } 
74.  
75.             // 消费条件满足情况下，消费num个产品 
76.             for (int i = 1; i <= num; ++i) 
77.             { 
78.                 list.remove(); 
79.             } 
80.  
81.             System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size()); 
82.  
83.             list.notifyAll(); 
84.         } 
85.     } 
86.  
87.     // get/set方法 
88.     public LinkedList<Object> getList() 
89.     { 
90.         return list; 
91.     } 
92.  
93.     public void setList(LinkedList<Object> list) 
94.     { 
95.         this.list = list; 
96.     } 
97.  
98.     public int getMAX_SIZE() 
99.     { 
100.         return MAX_SIZE; 
101.     } 
102. } 
103. /**
104. * 生产者类Producer继承线程类Thread
105. * 
106. * Email:[e-mail]
107. * 
108. * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
109. * 
110. */ 
111. public class Producer extends Thread 
112. { 
113.     // 每次生产的产品数量 
114.     private int num; 
115.  
116.     // 所在放置的仓库 
117.     private Storage storage; 
118.  
119.     // 构造函数，设置仓库 
120.     public Producer(Storage storage) 
121.     { 
122.         this.storage = storage; 
123.     } 
124.  
125.     // 线程run函数 
126.     public void run() 
127.     { 
128.         produce(num); 
129.     } 
130.  
131.     // 调用仓库Storage的生产函数 
132.     public void produce(int num) 
133.     { 
134.         storage.produce(num); 
135.     } 
136.  
137.     // get/set方法 
138.     public int getNum() 
139.     { 
140.         return num; 
141.     } 
142.  
143.     public void setNum(int num) 
144.     { 
145.         this.num = num; 
146.     } 
147.  
148.     public Storage getStorage() 
149.     { 
150.         return storage; 
151.     } 
152.  
153.     public void setStorage(Storage storage) 
154.     { 
155.         this.storage = storage; 
156.     } 
157. } 
158. /**
159. * 消费者类Consumer继承线程类Thread
160. * 
161. * Email:[e-mail]
162. * 
163. * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
164. * 
165. */ 
166. public class Consumer extends Thread 
167. { 
168.     // 每次消费的产品数量 
169.     private int num; 
170.  
171.     // 所在放置的仓库 
172.     private Storage storage; 
173.  
174.     // 构造函数，设置仓库 
175.     public Consumer(Storage storage) 
176.     { 
177.         this.storage = storage; 
178.     } 
179.  
180.     // 线程run函数 
181.     public void run() 
182.     { 
183.         consume(num); 
184.     } 
185.  
186.     // 调用仓库Storage的生产函数 
187.     public void consume(int num) 
188.     { 
189.         storage.consume(num); 
190.     } 
191.  
192.     // get/set方法 
193.     public int getNum() 
194.     { 
195.         return num; 
196.     } 
197.  
198.     public void setNum(int num) 
199.     { 
200.         this.num = num; 
201.     } 
202.  
203.     public Storage getStorage() 
204.     { 
205.         return storage; 
206.     } 
207.  
208.     public void setStorage(Storage storage) 
209.     { 
210.         this.storage = storage; 
211.     } 
212. } 
213. /**
214. * 测试类Test
215. * 
216. * Email:[e-mail]
217. * 
218. * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
219. * 
220. */ 
221. public class Test 
222. { 
223.     public static void main(String[] args) 
224.     { 
225.         // 仓库对象 
226.         Storage storage = new Storage(); 
227.  
228.         // 生产者对象 
229.         Producer p1 = new Producer(storage); 
230.         Producer p2 = new Producer(storage); 
231.         Producer p3 = new Producer(storage); 
232.         Producer p4 = new Producer(storage); 
233.         Producer p5 = new Producer(storage); 
234.         Producer p6 = new Producer(storage); 
235.         Producer p7 = new Producer(storage); 
236.  
237.         // 消费者对象 
238.         Consumer c1 = new Consumer(storage); 
239.         Consumer c2 = new Consumer(storage); 
240.         Consumer c3 = new Consumer(storage); 
241.  
242.         // 设置生产者产品生产数量 
243.         p1.setNum(10); 
244.         p2.setNum(10); 
245.         p3.setNum(10); 
246.         p4.setNum(10); 
247.         p5.setNum(10); 
248.         p6.setNum(10); 
249.         p7.setNum(80); 
250.  
251.         // 设置消费者产品消费数量 
252.         c1.setNum(50); 
253.         c2.setNum(20); 
254.         c3.setNum(30); 
255.  
256.         // 线程开始执行 
257.         c1.start(); 
258.         c2.start(); 
259.         c3.start(); 
260.         p1.start(); 
261.         p2.start(); 
262.         p3.start(); 
263.         p4.start(); 
264.         p5.start(); 
265.         p6.start(); 
266.         p7.start(); 
267.     } 
268. } 
269. 【要消费的产品数量】:50   【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
270. 【要消费的产品数量】:30   【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
271. 【要消费的产品数量】:20   【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
272. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10 
273. 【要消费的产品数量】:20   【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 
274. 【要消费的产品数量】:30   【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 
275. 【要消费的产品数量】:50   【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 
276. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20 
277. 【要消费的产品数量】:50   【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 
278. 【要消费的产品数量】:30   【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 
279. 【已经消费产品数】:20    【现仓储量为】:0 
280. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10 
281. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20 
282. 【已经生产产品数】:80    【现仓储量为】:100 
283. 【要生产的产品数量】:10   【库存量】:100   暂时不能执行生产任务! 
284. 【已经消费产品数】:30    【现仓储量为】:70 
285. 【已经消费产品数】:50    【现仓储量为】:20 
286. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30 
287. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:40 

import java.util.LinkedList;/** * 仓库类Storage实现缓冲区 * * Email:[e-mail] * * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 * */public class Storage{// 仓库最大存储量private final int MAX_SIZE = 100;// 仓库存储的载体private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();// 生产num个产品public void produce(int num){// 同步代码段synchronized (list){// 如果仓库剩余容量不足while (list.size() + num > MAX_SIZE){System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");try{// 由于条件不满足，生产阻塞list.wait();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}// 生产条件满足情况下，生产num个产品for (int i = 1; i <= num; ++i){list.add(new Object());}System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());list.notifyAll();}}// 消费num个产品public void consume(int num){// 同步代码段synchronized (list){// 如果仓库存储量不足while (list.size() < num){System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");try{// 由于条件不满足，消费阻塞list.wait();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}// 消费条件满足情况下，消费num个产品for (int i = 1; i <= num; ++i){list.remove();}System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());list.notifyAll();}}// get/set方法public LinkedList<Object> getList(){return list;}public void setList(LinkedList<Object> list){this.list = list;}public int getMAX_SIZE(){return MAX_SIZE;}}/** * 生产者类Producer继承线程类Thread * * Email:[e-mail] * * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 * */public class Producer extends Thread{// 每次生产的产品数量private int num;// 所在放置的仓库private Storage storage;// 构造函数，设置仓库public Producer(Storage storage){this.storage = storage;}// 线程run函数public void run(){produce(num);}// 调用仓库Storage的生产函数public void produce(int num){storage.produce(num);}// get/set方法public int getNum(){return num;}public void setNum(int num){this.num = num;}public Storage getStorage(){return storage;}public void setStorage(Storage storage){this.storage = storage;}}/** * 消费者类Consumer继承线程类Thread * * Email:[e-mail] * * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 * */public class Consumer extends Thread{// 每次消费的产品数量private int num;// 所在放置的仓库private Storage storage;// 构造函数，设置仓库public Consumer(Storage storage){this.storage = storage;}// 线程run函数public void run(){consume(num);}// 调用仓库Storage的生产函数public void consume(int num){storage.consume(num);}// get/set方法public int getNum(){return num;}public void setNum(int num){this.num = num;}public Storage getStorage(){return storage;}public void setStorage(Storage storage){this.storage = storage;}}/** * 测试类Test * * Email:[e-mail] * * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 * */public class Test{public static void main(String[] args){// 仓库对象Storage storage = new Storage();// 生产者对象Producer p1 = new Producer(storage);Producer p2 = new Producer(storage);Producer p3 = new Producer(storage);Producer p4 = new Producer(storage);Producer p5 = new Producer(storage);Producer p6 = new Producer(storage);Producer p7 = new Producer(storage);// 消费者对象Consumer c1 = new Consumer(storage);Consumer c2 = new Consumer(storage);Consumer c3 = new Consumer(storage);// 设置生产者产品生产数量p1.setNum(10);p2.setNum(10);p3.setNum(10);p4.setNum(10);p5.setNum(10);p6.setNum(10);p7.setNum(80);// 设置消费者产品消费数量c1.setNum(50);c2.setNum(20);c3.setNum(30);// 线程开始执行c1.start();c2.start();c3.start();p1.start();p2.start();p3.start();p4.start();p5.start();p6.start();p7.start();}}【要消费的产品数量】:50【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:30【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:20【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:10【要消费的产品数量】:20【库存量】:10暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:30【库存量】:10暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:50【库存量】:10暂时不能执行生产任务!【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:20【要消费的产品数量】:50【库存量】:20暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:30【库存量】:20暂时不能执行生产任务!【已经消费产品数】:20【现仓储量为】:0【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:10【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:20【已经生产产品数】:80【现仓储量为】:100【要生产的产品数量】:10【库存量】:100暂时不能执行生产任务!【已经消费产品数】:30【现仓储量为】:70【已经消费产品数】:50【现仓储量为】:20【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:30【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:40

看完上述代码，对wait() / notify()方法实现的同步有了了解。你可能会对Storage类中为什么要定义public void produce(int num);和public void consume(int num);方法感到不解，为什么不直接在生产者类Producer和消费者类Consumer中实现这两个方法，却要调用Storage类中的实现呢？淡定，后文会有解释。我们先往下走。

二、await() / signal()方法

在JDK5.0之后，Java提供了更加健壮的线程处理机制，包括同步、锁定、线程池等，它们可以实现更细粒度的线程控制。await()和signal()就是其中用来做同步的两种方法，它们的功能基本上和wait() / nofity()相同，完全可以取代它们，但是它们和新引入的锁定机制Lock直接挂钩，具有更大的灵活性。通过在Lock对象上调用newCondition()方法，将条件变量和一个锁对象进行绑定，进而控制并发程序访问竞争资源的安全。下面来看代码：

[java] view plaincopyprint?

1. import java.util.LinkedList; 
2. import java.util.concurrent.locks.Condition; 
3. import java.util.concurrent.locks.Lock; 
4. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 
5.  
6. /**
7. * 仓库类Storage实现缓冲区
8. * 
9. * Email:[e-mail]
10. * 
11. * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
12. * 
13. */ 
14. public class Storage 
15. { 
16.     // 仓库最大存储量 
17.     private final int MAX_SIZE = 100; 
18.  
19.     // 仓库存储的载体 
20.     private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>(); 
21.  
22.     // 锁 
23.     private final Lock lock = new ReentrantLock(); 
24.  
25.     // 仓库满的条件变量 
26.     private final Condition full = lock.newCondition(); 
27.  
28.     // 仓库空的条件变量 
29.     private final Condition empty = lock.newCondition(); 
30.  
31.     // 生产num个产品 
32.     public void produce(int num) 
33.     { 
34.         // 获得锁 
35.         lock.lock(); 
36.  
37.         // 如果仓库剩余容量不足 
38.         while (list.size() + num > MAX_SIZE) 
39.         { 
40.             System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size() 
41.                     + "/t暂时不能执行生产任务!"); 
42.             try 
43.             { 
44.                 // 由于条件不满足，生产阻塞 
45.                 full.await(); 
46.             } 
47.             catch (InterruptedException e) 
48.             { 
49.                 e.printStackTrace(); 
50.             } 
51.         } 
52.  
53.         // 生产条件满足情况下，生产num个产品 
54.         for (int i = 1; i <= num; ++i) 
55.         { 
56.             list.add(new Object()); 
57.         } 
58.  
59.         System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size()); 
60.  
61.         // 唤醒其他所有线程 
62.         full.signalAll(); 
63.         empty.signalAll(); 
64.  
65.         // 释放锁 
66.         lock.unlock(); 
67.     } 
68.  
69.     // 消费num个产品 
70.     public void consume(int num) 
71.     { 
72.         // 获得锁 
73.         lock.lock(); 
74.  
75.         // 如果仓库存储量不足 
76.         while (list.size() < num) 
77.         { 
78.             System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size() 
79.                     + "/t暂时不能执行生产任务!"); 
80.             try 
81.             { 
82.                 // 由于条件不满足，消费阻塞 
83.                 empty.await(); 
84.             } 
85.             catch (InterruptedException e) 
86.             { 
87.                 e.printStackTrace(); 
88.             } 
89.         } 
90.  
91.         // 消费条件满足情况下，消费num个产品 
92.         for (int i = 1; i <= num; ++i) 
93.         { 
94.             list.remove(); 
95.         } 
96.  
97.         System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size()); 
98.  
99.         // 唤醒其他所有线程 
100.         full.signalAll(); 
101.         empty.signalAll(); 
102.  
103.         // 释放锁 
104.         lock.unlock(); 
105.     } 
106.  
107.     // set/get方法 
108.     public int getMAX_SIZE() 
109.     { 
110.         return MAX_SIZE; 
111.     } 
112.  
113.     public LinkedList<Object> getList() 
114.     { 
115.         return list; 
116.     } 
117.  
118.     public void setList(LinkedList<Object> list) 
119.     { 
120.         this.list = list; 
121.     } 
122. } 
123. 【要消费的产品数量】:50   【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
124. 【要消费的产品数量】:30   【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
125. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10 
126. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20 
127. 【要消费的产品数量】:50   【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 
128. 【要消费的产品数量】:30   【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 
129. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30 
130. 【要消费的产品数量】:50   【库存量】:30    暂时不能执行生产任务! 
131. 【已经消费产品数】:20    【现仓储量为】:10 
132. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20 
133. 【要消费的产品数量】:30   【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 
134. 【已经生产产品数】:80    【现仓储量为】:100 
135. 【要生产的产品数量】:10   【库存量】:100   暂时不能执行生产任务! 
136. 【已经消费产品数】:50    【现仓储量为】:50 
137. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:60 
138. 【已经消费产品数】:30    【现仓储量为】:30 
139. 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:40 

import java.util.LinkedList;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/** * 仓库类Storage实现缓冲区 * * Email:[e-mail] * * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 * */public class Storage{// 仓库最大存储量private final int MAX_SIZE = 100;// 仓库存储的载体private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();// 锁private final Lock lock = new ReentrantLock();// 仓库满的条件变量private final Condition full = lock.newCondition();// 仓库空的条件变量private final Condition empty = lock.newCondition();// 生产num个产品public void produce(int num){// 获得锁lock.lock();// 如果仓库剩余容量不足while (list.size() + num > MAX_SIZE){System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");try{// 由于条件不满足，生产阻塞full.await();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}// 生产条件满足情况下，生产num个产品for (int i = 1; i <= num; ++i){list.add(new Object());}System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());// 唤醒其他所有线程full.signalAll();empty.signalAll();// 释放锁lock.unlock();}// 消费num个产品public void consume(int num){// 获得锁lock.lock();// 如果仓库存储量不足while (list.size() < num){System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:" + list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");try{// 由于条件不满足，消费阻塞empty.await();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}// 消费条件满足情况下，消费num个产品for (int i = 1; i <= num; ++i){list.remove();}System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());// 唤醒其他所有线程full.signalAll();empty.signalAll();// 释放锁lock.unlock();}// set/get方法public int getMAX_SIZE(){return MAX_SIZE;}public LinkedList<Object> getList(){return list;}public void setList(LinkedList<Object> list){this.list = list;}}【要消费的产品数量】:50【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:30【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:10【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:20【要消费的产品数量】:50【库存量】:20暂时不能执行生产任务!【要消费的产品数量】:30【库存量】:20暂时不能执行生产任务!【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:30【要消费的产品数量】:50【库存量】:30暂时不能执行生产任务!【已经消费产品数】:20【现仓储量为】:10【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:20【要消费的产品数量】:30【库存量】:20暂时不能执行生产任务!【已经生产产品数】:80【现仓储量为】:100【要生产的产品数量】:10【库存量】:100暂时不能执行生产任务!【已经消费产品数】:50【现仓储量为】:50【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:60【已经消费产品数】:30【现仓储量为】:30【已经生产产品数】:10【现仓储量为】:40

只需要更新仓库类Storage的代码即可，生产者Producer、消费者Consumer、测试类Test的代码均不需要进行任何更改。这样我们就知道为神马我要在Storage类中定义public void produce(int num);和public void consume(int num);方法，并在生产者类Producer和消费者类Consumer中调用Storage类中的实现了吧。将可能发生的变化集中到一个类中，不影响原有的构架设计，同时无需修改其他业务层代码。无意之中，我们好像使用了某种设计模式，具体是啥我忘记了，啊哈哈，等我想起来再告诉大家~

三、BlockingQueue阻塞队列方法

BlockingQueue是JDK5.0的新增内容，它是一个已经在内部实现了同步的队列，实现方式采用的是我们第2种await() / signal()方法。它可以在生成对象时指定容量大小。它用于阻塞操作的是put()和take()方法。

put()方法：类似于我们上面的生产者线程，容量达到最大时，自动阻塞。

take()方法：类似于我们上面的消费者线程，容量为0时，自动阻塞。

关于BlockingQueue的内容网上有很多，大家可以自己搜，我在这不多介绍。下面直接看代码，跟以往一样，我们只需要更改仓库类Storage的代码即可：

[java] view plaincopyprint?

1. import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; 
2.  
3. /**
4. * 仓库类Storage实现缓冲区
5. * 
6. * Email:[e-mail]
7. * 
8. * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
9. * 
10. */ 
11. public class Storage 
12. { 
13.     // 仓库最大存储量 
14.     private final int MAX_SIZE = 100; 
15.  
16.     // 仓库存储的载体 
17.     private LinkedBlockingQueue<Object> list = new LinkedBlockingQueue<Object>( 
18.             100); 
19.  
20.     // 生产num个产品 
21.     public void produce(int num) 
22.     { 
23.         // 如果仓库剩余容量为0 
24.         if (list.size() == MAX_SIZE) 
25.         { 
26.             System.out.println("【库存量】:" + MAX_SIZE + "/t暂时不能执行生产任务!"); 
27.         } 
28.  
29.         // 生产条件满足情况下，生产num个产品 
30.         for (int i = 1; i <= num; ++i) 
31.         { 
32.             try 
33.             { 
34.                 // 放入产品，自动阻塞 
35.                 list.put(new Object()); 
36.             } 
37.             catch (InterruptedException e) 
38.             { 
39.                 e.printStackTrace(); 
40.             } 
41.  
42.             System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size()); 
43.         } 
44.     } 
45.  
46.     // 消费num个产品 
47.     public void consume(int num) 
48.     { 
49.         // 如果仓库存储量不足 
50.         if (list.size() == 0) 
51.         { 
52.             System.out.println("【库存量】:0/t暂时不能执行生产任务!"); 
53.         } 
54.  
55.         // 消费条件满足情况下，消费num个产品 
56.         for (int i = 1; i <= num; ++i) 
57.         { 
58.             try 
59.             { 
60.                 // 消费产品，自动阻塞 
61.                 list.take(); 
62.             } 
63.             catch (InterruptedException e) 
64.             { 
65.                 e.printStackTrace(); 
66.             } 
67.         } 
68.  
69.         System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size()); 
70.     } 
71.  
72.     // set/get方法 
73.     public LinkedBlockingQueue<Object> getList() 
74.     { 
75.         return list; 
76.     } 
77.  
78.     public void setList(LinkedBlockingQueue<Object> list) 
79.     { 
80.         this.list = list; 
81.     } 
82.  
83.     public int getMAX_SIZE() 
84.     { 
85.         return MAX_SIZE; 
86.     } 
87. } 
88. 【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
89. 【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 
90. 【现仓储量为】:1 
91. 【现仓储量为】:1 
92. 【现仓储量为】:3 
93. 【现仓储量为】:4 
94. 【现仓储量为】:5 
95. 【现仓储量为】:6 
96. 【现仓储量为】:7 
97. 【现仓储量为】:8 
98. 【现仓储量为】:9 
99. 【现仓储量为】:10 
100. 【现仓储量为】:11 
101. 【现仓储量为】:1 
102. 【现仓储量为】:2 
103. 【现仓储量为】:13 
104. 【现仓储量为】:14 
105. 【现仓储量为】:17 
106. 【现仓储量为】:19 
107. 【现仓储量为】:20 
108. 【现仓储量为】:21 
109. 【现仓储量为】:22 
110. 【现仓储量为】:23 
111. 【现仓储量为】:24 
112. 【现仓储量为】:25 
113. 【现仓储量为】:26 
114. 【现仓储量为】:12 
115. 【现仓储量为】:1 
116. 【现仓储量为】:1 
117. 【现仓储量为】:2 
118. 【现仓储量为】:3 
119. 【现仓储量为】:4 
120. 【现仓储量为】:5 
121. 【现仓储量为】:6 
122. 【现仓储量为】:7 
123. 【现仓储量为】:27 
124. 【现仓储量为】:8 
125. 【现仓储量为】:6 
126. 【现仓储量为】:18 
127. 【现仓储量为】:2 
128. 【现仓储量为】:3 
129. 【现仓储量为】:4 
130. 【现仓储量为】:5 
131. 【现仓储量为】:6 
132. 【现仓储量为】:7 
133. 【现仓储量为】:8 
134. 【现仓储量为】:9 
135. 【现仓储量为】:10 
136. 【现仓储量为】:16 
137. 【现仓储量为】:11 
138. 【现仓储量为】:12 
139. 【现仓储量为】:13 
140. 【现仓储量为】:14 
141. 【现仓储量为】:15 
142. 【现仓储量为】:1 
143. 【现仓储量为】:2 
144. 【现仓储量为】:3 
145. 【现仓储量为】:3 
146. 【现仓储量为】:15 
147. 【现仓储量为】:1 
148. 【现仓储量为】:0 
149. 【现仓储量为】:1 
150. 【现仓储量为】:1 
151. 【现仓储量为】:1 
152. 【现仓储量为】:2 
153. 【现仓储量为】:3 
154. 【现仓储量为】:4 
155. 【现仓储量为】:0 
156. 【现仓储量为】:1 
157. 【现仓储量为】:5 
158. 【现仓储量为】:6 
159. 【现仓储量为】:7 
160. 【现仓储量为】:8 
161. 【现仓储量为】:9 
162. 【现仓储量为】:10 
163. 【现仓储量为】:11 
164. 【现仓储量为】:12 
165. 【现仓储量为】:13 
166. 【现仓储量为】:14 
167. 【现仓储量为】:15 
168. 【现仓储量为】:16 
169. 【现仓储量为】:17 
170. 【现仓储量为】:1 
171. 【现仓储量为】:1 
172. 【现仓储量为】:2 
173. 【现仓储量为】:3 
174. 【现仓储量为】:4 
175. 【现仓储量为】:5 
176. 【现仓储量为】:6 
177. 【现仓储量为】:3 
178. 【现仓储量为】:3 
179. 【现仓储量为】:1 
180. 【现仓储量为】:2 
181. 【现仓储量为】:3 
182. 【现仓储量为】:4 
183. 【现仓储量为】:5 
184. 【现仓储量为】:6 
185. 【现仓储量为】:7 
186. 【现仓储量为】:8 
187. 【现仓储量为】:9 
188. 【现仓储量为】:10 
189. 【现仓储量为】:11 
190. 【现仓储量为】:12 
191. 【现仓储量为】:13 
192. 【现仓储量为】:14 
193. 【现仓储量为】:15 
194. 【现仓储量为】:16 
195. 【现仓储量为】:17 
196. 【现仓储量为】:18 
197. 【现仓储量为】:19 
198. 【现仓储量为】:6 
199. 【现仓储量为】:7 
200. 【现仓储量为】:8 
201. 【现仓储量为】:9 
202. 【现仓储量为】:10 
203. 【现仓储量为】:11 
204. 【现仓储量为】:12 
205. 【现仓储量为】:13 
206. 【现仓储量为】:14 
207. 【现仓储量为】:15 
208. 【现仓储量为】:16 
209. 【现仓储量为】:17 
210. 【现仓储量为】:18 
211. 【现仓储量为】:19 
212. 【现仓储量为】:20 
213. 【现仓储量为】:21 
214. 【现仓储量为】:22 
215. 【现仓储量为】:23 
216. 【现仓储量为】:24 
217. 【现仓储量为】:25 
218. 【现仓储量为】:26 
219. 【现仓储量为】:27 
220. 【现仓储量为】:28 
221. 【现仓储量为】:29 
222. 【现仓储量为】:30 
223. 【现仓储量为】:31 
224. 【现仓储量为】:32 
225. 【现仓储量为】:33 
226. 【现仓储量为】:34 
227. 【现仓储量为】:35 
228. 【现仓储量为】:36 
229. 【现仓储量为】:37 
230. 【现仓储量为】:38 
231. 【现仓储量为】:39 
232. 【现仓储量为】:40 

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;/** * 仓库类Storage实现缓冲区 * * Email:[e-mail] * * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15 * */public class Storage{// 仓库最大存储量private final int MAX_SIZE = 100;// 仓库存储的载体private LinkedBlockingQueue<Object> list = new LinkedBlockingQueue<Object>( 100);// 生产num个产品public void produce(int num){// 如果仓库剩余容量为0if (list.size() == MAX_SIZE){System.out.println("【库存量】:" + MAX_SIZE + "/t暂时不能执行生产任务!");}// 生产条件满足情况下，生产num个产品for (int i = 1; i <= num; ++i){try{// 放入产品，自动阻塞list.put(new Object());}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size());}}// 消费num个产品public void consume(int num){// 如果仓库存储量不足if (list.size() == 0){System.out.println("【库存量】:0/t暂时不能执行生产任务!");}// 消费条件满足情况下，消费num个产品for (int i = 1; i <= num; ++i){try{// 消费产品，自动阻塞list.take();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size());}// set/get方法public LinkedBlockingQueue<Object> getList(){return list;}public void setList(LinkedBlockingQueue<Object> list){this.list = list;}public int getMAX_SIZE(){return MAX_SIZE;}}【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【库存量】:0暂时不能执行生产任务!【现仓储量为】:1【现仓储量为】:1【现仓储量为】:3【现仓储量为】:4【现仓储量为】:5【现仓储量为】:6【现仓储量为】:7【现仓储量为】:8【现仓储量为】:9【现仓储量为】:10【现仓储量为】:11【现仓储量为】:1【现仓储量为】:2【现仓储量为】:13【现仓储量为】:14【现仓储量为】:17【现仓储量为】:19【现仓储量为】:20【现仓储量为】:21【现仓储量为】:22【现仓储量为】:23【现仓储量为】:24【现仓储量为】:25【现仓储量为】:26【现仓储量为】:12【现仓储量为】:1【现仓储量为】:1【现仓储量为】:2【现仓储量为】:3【现仓储量为】:4【现仓储量为】:5【现仓储量为】:6【现仓储量为】:7【现仓储量为】:27【现仓储量为】:8【现仓储量为】:6【现仓储量为】:18【现仓储量为】:2【现仓储量为】:3【现仓储量为】:4【现仓储量为】:5【现仓储量为】:6【现仓储量为】:7【现仓储量为】:8【现仓储量为】:9【现仓储量为】:10【现仓储量为】:16【现仓储量为】:11【现仓储量为】:12【现仓储量为】:13【现仓储量为】:14【现仓储量为】:15【现仓储量为】:1【现仓储量为】:2【现仓储量为】:3【现仓储量为】:3【现仓储量为】:15【现仓储量为】:1【现仓储量为】:0【现仓储量为】:1【现仓储量为】:1【现仓储量为】:1【现仓储量为】:2【现仓储量为】:3【现仓储量为】:4【现仓储量为】:0【现仓储量为】:1【现仓储量为】:5【现仓储量为】:6【现仓储量为】:7【现仓储量为】:8【现仓储量为】:9【现仓储量为】:10【现仓储量为】:11【现仓储量为】:12【现仓储量为】:13【现仓储量为】:14【现仓储量为】:15【现仓储量为】:16【现仓储量为】:17【现仓储量为】:1【现仓储量为】:1【现仓储量为】:2【现仓储量为】:3【现仓储量为】:4【现仓储量为】:5【现仓储量为】:6【现仓储量为】:3【现仓储量为】:3【现仓储量为】:1【现仓储量为】:2【现仓储量为】:3【现仓储量为】:4【现仓储量为】:5【现仓储量为】:6【现仓储量为】:7【现仓储量为】:8【现仓储量为】:9【现仓储量为】:10【现仓储量为】:11【现仓储量为】:12【现仓储量为】:13【现仓储量为】:14【现仓储量为】:15【现仓储量为】:16【现仓储量为】:17【现仓储量为】:18【现仓储量为】:19【现仓储量为】:6【现仓储量为】:7【现仓储量为】:8【现仓储量为】:9【现仓储量为】:10【现仓储量为】:11【现仓储量为】:12【现仓储量为】:13【现仓储量为】:14【现仓储量为】:15【现仓储量为】:16【现仓储量为】:17【现仓储量为】:18【现仓储量为】:19【现仓储量为】:20【现仓储量为】:21【现仓储量为】:22【现仓储量为】:23【现仓储量为】:24【现仓储量为】:25【现仓储量为】:26【现仓储量为】:27【现仓储量为】:28【现仓储量为】:29【现仓储量为】:30【现仓储量为】:31【现仓储量为】:32【现仓储量为】:33【现仓储量为】:34【现仓储量为】:35【现仓储量为】:36【现仓储量为】:37【现仓储量为】:38【现仓储量为】:39【现仓储量为】:40

当然，你会发现这时对于public void produce(int num);和public void consume(int num);方法业务逻辑上的实现跟前面两个例子不太一样，没关系，这个例子只是为了说明BlockingQueue阻塞队列的使用。

有时使用BlockingQueue可能会出现put()和System.out.println()输出不匹配的情况，这是由于它们之间没有同步造成的。当缓冲区已满，生产者在put()操作时，put()内部调用了await()方法，放弃了线程的执行，然后消费者线程执行，调用take()方法，take()内部调用了signal()方法，通知生产者线程可以执行，致使在消费者的println()还没运行的情况下生产者的println()先被执行，所以有了输出不匹配的情况。

对于BlockingQueue大家可以放心使用，这可不是它的问题，只是在它和别的对象之间的同步有问题。