生产者消费者模式详解及代码实现

生产者消费者模式说明：

1.生产者只在仓库未满时进行生产，仓库满时生产者进程被阻塞；

2.消费者只在仓库非空时进行消费，仓库为空时消费者进程被阻塞；

3.当消费者发现仓库为空时会通知生产者生产；

4.当生产者发现仓库满时会通知消费者消费；

实现的关键：

共享内存中的两个同步方法，及同步方法中wait()方法的调用，同步保证了对象只能被一个线程占用，wait保证了当线程在等待过程中释放锁，使得其他对象有机会获得锁。

在一个对象中，用synchonized声明的方法为同步方法。Java中有一个同步模型-监视器，负责管理线程对对象中的同步方法的访问，它的原理是：赋予该对象唯一一把'钥匙'，当多个线程进入对象，只有取得该对象钥匙的线程才可以访问同步方法，其它线程在该对象中等待，直到该线程用wait()方法放弃这把钥匙，其它等待的线程抢占该钥匙，抢占到钥匙的线程后才可得以执行，而没有取得钥匙的线程仍被阻塞在该对象中等待。 总而言之，synchonized使得只有一个线程能进入临界代码区。

代码实现：

package com.thread;public class ProducerConsumer {public static void main(String[] args) {ShareData sd = new ShareData();new Producer(sd).start();new Consumer(sd).start();}}class Producer extends Thread{private ShareData sd;public Producer(ShareData sd){this.sd = sd;}@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 20; i++){int product = (int)(Math.random()*1000);sd.setArray(product);try {Thread.sleep((int)(Math.random()*200));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}class Consumer extends Thread{private ShareData sd;public Consumer(ShareData sd){this.sd = sd;}@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 20; i++){sd.getArray();try {Thread.sleep((int)(Math.random()*200));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}class ShareData{private static int shareArray[] = new int[10];private int count;private int in;private int out;ShareData(){this.count = 0;this.in = 0;this.out = 0;}public synchronized void setArray(int product){try{while(count >= shareArray.length){System.out.println("array full.");this.wait();}this.notify();}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}shareArray[in] = product;count++;System.out.println("produce: " + product);in = (in + 1) % shareArray.length;}public synchronized int getArray(){try{while(count <= 0){System.out.println("array empty.");this.wait();}this.notify();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}int consume = shareArray[out];count--;System.out.println("consume: " + consume);out = (out + 1) % shareArray.length;notify();return consume;}}

输出代码（每次都不同）：

array empty.produce: 86consume: 86array empty.produce: 232consume: 232array empty.produce: 438consume: 438produce: 272consume: 272array empty.produce: 495consume: 495produce: 354produce: 533consume: 354produce: 92consume: 533produce: 374consume: 92produce: 441produce: 141consume: 374consume: 441consume: 141array empty.produce: 68consume: 68produce: 978consume: 978array empty.produce: 737consume: 737array empty.produce: 904consume: 904array empty.produce: 613consume: 613array empty.produce: 812consume: 812produce: 726produce: 326consume: 726produce: 305consume: 326consume: 305

待续：BlockingQueue实现生产者消费者模式

参考资料：

http://programming.iteye.com/blog/158568

http://www.cnblogs.com/mengyan/archive/2012/08/30/2664352.html

http://developer.51cto.com/art/201202/317209.htm

http://canofy.iteye.com/blog/411408

http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/09/325612.html