Java多线程编程中生产者-消费者模式的详解
来源:互联网 发布:天思软件集团 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 15:27
生产者-消费者模式是一个经典的多线程设计模式,它为多线程的协作提供了良好的解决方案。在生产者-消费者模式中,通常有两类线程,即若干个生产者线程和若干个消费者线程。生产者线程负责提交用户请求,消费者线程负责处理用户请求。生产者和消费者之间通过共享内存缓冲区进行通信。
1. 馒头
2. 篮子(装馒头)
4. 消费者(吃馒头)
生产者-消费者模式中的内存缓冲区的主要功能是数据在多线程间的共享。此外,通过该缓冲区,可以缓解生产者和消费者之间的性能差。
Java多线程编程中,常用的多线程设计模式包括:Future模式、Master-Worker模式、Guarded Suspeionsion模式、不变模式和生产者-消费者模式等。这篇文章主要讲述不变模式,关于其他多线程设计模式的地址如下:
关于Future模式的详解: Java多线程编程中Future模式的详解
关于Master-Worker模式的详解: Java多线程编程中Master-Worker模式的详解
关于Guarded Suspeionsion模式的详解: Java多线程编程中Guarded Suspeionsion模式的详解
关于不变模式的详解: Java多线程编程中不变模式的详解
下面以生产者生产馒头、消费者吃馒头为例说明生产者-消费者模式,并用Java代码实现。
1. 馒头
这里采用了面向对象的设计思想,馒头在整个程序中自然是一个类,其Java代码如下。
class ManTou {int id;ManTou(int id) {this.id = id;}public String toString() {return "ManTou: " + id;}}
2. 篮子(装馒头)
篮子是有容量的,因此篮子类需要有一个变量表示容量;篮子至少还有取和装馒头这两个功能,其Java代码如下:
class SyncStack { //篮子int index = 0;ManTou[] arrMT = new ManTou[6]; //假设这个篮子只能装6个馒头public synchronized void push(ManTou wt) { //装馒头while(index == arrMT.length) { //篮子满了try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}this.notify(); //如果取馒头的wait了,则通知他醒来arrMT[index] = wt;index ++;}public synchronized ManTou pop() { //取馒头while(index == 0) { //篮子空了try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}this.notify(); //如果产馒头的wait了,则通知他醒来index --;return arrMT[index];}}
3. 生产者(生产馒头)
生产者需要获取篮子这个对象,而且篮子不能是自己创建的。其Java代码如下:
class Producer implements Runnable { //生产者SyncStack ss = null;Producer(SyncStack ss) {this.ss = ss;}public void run() {for(int i=0; i<20; i++) { //一共要生成20个ManTou wt = new ManTou(i);ss.push(wt);System.out.println("生产了:" + wt);try { //生成一个睡1秒,便于观察Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}
4. 消费者(吃馒头)
消费需要获取篮子这个对象,而且这个对象必须与生产者获取的篮子是同一个对象,这样才能信息共享。其Java代码如下:
class Consumer implements Runnable {SyncStack ss = null;Consumer(SyncStack ss) {this.ss = ss;}public void run() {for(int i=0; i<20; i++) { //一共要吃20个ManTou wt = ss.pop();System.out.println("消费了:" + wt);}}}
5. 测试运行
主函数Java代码如下:
public class ProducerConsumer {public static void main(String[] args) {SyncStack ss = new SyncStack(); //定义篮子Producer p = new Producer(ss); //定义生产者Consumer c = new Consumer(ss); //定义消费者new Thread(p).start();new Thread(c).start();}}运行上述结果,后台打印如下:
全文完。转载请注明出处。
参考文献
1. 葛一鸣,Java程序性能优化.清华大学出版社.
2. 北京尚学堂辅导机构网络视频.
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