一.生產者消費者問題?
1.生產者消費者問題（英語：Producer-consumer problem），也稱有限緩沖問題（英語：Bounded-buffer problem），是一個多線程同步問題的經典案例。該問題描述了兩個共享固定大小緩沖區的線程——即所謂的“生產者”和“消費者”——在實際運行時會發生的問題。生產者的主要作用是生成一定量的數據放到緩沖區中，然后重復此過程。與此同時，消費者也在緩沖區消耗這些數據。該問題的關鍵就是要保證生產者不會在緩沖區滿時加入數據，消費者也不會在緩沖區中空時消耗數據。
2.解決辦法:
要解決該問題，就必須讓生產者在緩沖區滿時休眠（要么干脆就放棄數據），等到下次消費者消耗緩沖區中的數據的時候，生產者才能被喚醒，開始往緩沖區添加數據。同樣，也可以讓消費者在緩沖區空時進入休眠，等到生產者往緩沖區添加數據之后，再喚醒消費者。通常采用進程間通信的方法解決該問題，常用的方法有信號燈法等。如果解決方法不夠完善，則容易出現死鎖的情況。出現死鎖時，兩個線程都會陷入休眠，等待對方喚醒自己。該問題也能被推廣到多個生產者和消費者的情形。
二.編碼實現生產者消費者問題
1.先上結果圖：我定義了三個生產者分別時張飛，趙雲還有關羽，兩個消費者分別時曹操還有劉備.
先上結果圖是為了說明：多線程說白了就是對cpu資源的搶奪,誰搶到了就可以執行自己的方法.
2.生產者消費者實現步驟:
(1).因為生產者跟消費者共享一塊區域,這里我將這塊區域定義為“倉庫”。
(2).倉庫是有容量上限的,當數量達到上限后,生產者不允許繼續生產產品.當前線程進入等待狀態,等待其他線程喚醒。
(3).當倉庫沒有產品時，消費者不允許繼續消費，當前線程進入等待狀態,等待其他線程喚醒。
3.代碼的實現：
(1).生產者跟消費者之間消費的是產品，所有先定義一個產品類:
public class Product {
//定義產品的唯一ID
int id;
//定義構造方法初始化產品id
public Product(int id) {
this.id=id;
// TODO Auto-generated constructor stub
}
}
(2).定義一個倉庫用來存放產品.
public class Repertory {
//定義一個集合類用於存放產品.規定倉庫的最大容量為10.
public LinkedList<Product> store=new LinkedList<Product>();
public LinkedList<Product> getStore() {
return store;
}
public void setStore(LinkedList<Product> store) {
this.store = store;
}
/* 生產者方法
* push()方法用於存放產品.
* 參數含義:第一個是產品對象
* 第二個是線程名稱，用來顯示是誰生產的產品.
* 使用synchronized關鍵字修飾方法的目的：
* 最多只能有一個線程同時訪問該方法.
* 主要是為了防止多個線程訪問該方法的時候，將參數數據進行的覆蓋，從而發生出錯.
*/
public synchronized void push(Product p,String threadName)
{
/* 倉庫容量最大值為10,當容量等於10的時候進入等待狀態.等待其他線程喚醒
* 喚醒后繼續循環，等到倉庫的存量小於10時，跳出循環繼續向下執行准備生產產品.
*/
while(store.size()==10){
try {
//打印日志
System.out.println(threadName+"報告:倉庫已滿--->進入等待狀態--->呼叫老大過來消費");
//因為倉庫容量已滿，無法繼續生產，進入等待狀態，等待其他線程喚醒.
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//喚醒所有等待線程
this.notifyAll();
//將產品添加到倉庫中.
store.addLast(p);
//打印生產日志
System.out.println(threadName+"生產了:"+p.id+"號產品"+" "+"當前庫存來:"+store.size());
try {
//為了方便觀察結果,每次生產完后等待0.1秒.
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/* 消費者方法
* pop()方法用於存放產品.
* 參數含義:線程名稱，用來顯示是誰生產的產品.
* 使用synchronized關鍵字修飾方法的目的：
* 最多只能有一個線程同時訪問該方法.
* 主要是為了防止多個線程訪問該方法的時候，將參數數據進行的覆蓋，從而發生出錯.
*/
public synchronized void pop(String threadName){
/* 當倉庫沒有存貨時,消費者需要進行等待.等待其他線程來喚醒
* 喚醒后繼續循環，等到倉庫的存量大於0時，跳出循環繼續向下執行准備消費產品.
*/
while(store.size()==0)
{
try {
//打印日志
System.out.println(threadName+"下命令:倉庫已空--->進入等待狀態--->命令小弟趕快生產");
//因為倉庫容量已空，無法繼續消費，進入等待狀態，等待其他線程喚醒.
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//喚醒所有等待線程
this.notifyAll();
//store.removeFirst()方法將產品從倉庫中移出.
//打印日志
System.out.println(threadName+"消費了:"+store.removeFirst().id+"號產品"+" "+"當前庫存來:"+store.size());
try {
//為了方便觀察結果,每次生產完后等待1秒.
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
(3).定義生產者
public class Producer implements Runnable {
//定義一個靜態變量來記錄產品號數.確保每一個產品的唯一性.
public static Integer count=0;
//定義倉庫
Repertory repertory=null;
//構造方法初始化repertory(倉庫)
public Producer(Repertory repertory) {
this.repertory=repertory;
}
/* run()方法因為該方法中存在非原子性操作count++;
* 當多個線程同時訪問時會發生count++的多次操作,導致出錯
* 為該方法添加同步錯做,確保每一次只能有一個生產者進入該模塊。
* 這樣就能保證count++這個操作的安全性.
*/
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized(Producer.class){
count++;
Product product=new Product(count);
repertory.push(product,Thread.currentThread().getName());
}
}
}
}
(4).定義一個消費者
public class Consumer implements Runnable {
//定義倉庫
Repertory repertory=null;
//構造方法初始化repertory(倉庫)
public Consumer(Repertory repertory) {
this.repertory=repertory;
}
//實現run()方法,並將當前的線程名稱傳入.
@Override
public void run() {
while(true){
repertory.pop(Thread.currentThread().getName());
}
}
}
(5).測試類
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//定義一個倉庫,消費者和生產者都使用這一個倉庫
Repertory repertory=new Repertory();
//定義三個生產者(p1,p2,p3)
Producer p1=new Producer(repertory);
Producer p2=new Producer(repertory);
Producer p3=new Producer(repertory);
//定義兩個消費者(c1,c2)
Consumer c1=new Consumer(repertory);
Consumer c2=new Consumer(repertory);
//定義5個線程(t1,t2,t3,t4,t5)
Thread t1=new Thread(p1,"張飛");
Thread t2=new Thread(p2,"趙雲");
Thread t3=new Thread(p3,"關羽");
Thread t4=new Thread(c1,"劉備");
Thread t5=new Thread(c2,"曹操");
//因為關羽跟趙雲的生產積極性高,所以把他們的線程優先級調高一點
t2.setPriority(10);
t3.setPriority(10);
//啟動線程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
t5.start();
}
}
三.總結:
生產者消費者問題我也是弄了好幾天才略有頭緒,弄完了就把自己的認識貼了出來,歡迎各位指點