java|Java并发编程—生产者消费者Java实现 java|开发语言

1 什么是生产者消费者模型
2 通过BlockingQueue实现生产者消费者模型
3 通过Condition实现
4 通过监视器锁对象的方法实现

1 什么是生产者消费者模型简单来说，生产者向一块固定的空间生产资源，消费者消费这个空间的资源，具体过程如下：

生产者向一定大小的区域S生产资源，当S满时生产者阻塞
消费者从S中获取资源，当S为空时，消费者被阻塞
消费者在消费资源后会唤醒因S满而被阻塞的生产者
生产者在生产资源后会唤醒因S空而被阻塞的消费者

2 通过BlockingQueue实现生产者消费者模型这是实现生产者消费者模型最简单的方法，代码如下

public static void main(String[] args) { BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(10); //生产任务 Runnable pro = () -> { for (int i = 0; i < 100; i++) { try { queue.put(i); System.out.println("生产者 " + Thread.currentThread().getName() + " 生产了" + i); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("生产者线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 结束"); }; //消费任务 Runnable con = () -> { try { for (int i = 0; i < 200; i++) { Thread.sleep(1000); System.out.println("消费者 " + Thread.currentThread().getName() + " 消费了" + queue.take()); } System.out.println("消费者线程结束"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }; //开启两个生产者线程 new Thread(pro).start(); new Thread(pro).start(); //开启一个消费者线程 new Thread(con).start(); }

3 通过Condition实现这种实现方法其实就是自己实现一个BlockingQueue，然后用自己实现的BlockingQueue代替第一种实现方法中的BlockingQueue即可，BlockingQueue的实现方法如下：

/** * 基于Condition实现的BlockingQueue */ public class MyBlockingQueue {private Queue queue = new LinkedList<>(); private int size; private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); private Condition notFull = lock.newCondition(); private Condition notEmpty = lock.newCondition(); public MyBlockingQueue(int size) { this.size = size; }public void put(T t) { try { //加锁，实现queue操作的线程安全性 lock.lock(); //判断当前queue是否已经满了，满了则将生产者挂到notFull的条件队列上 while (queue.size() == size) { notFull.await(); } //生产元素 queue.offer(t); //唤醒因queue空而被挂起的消费者线程 notEmpty.signal(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { //释放锁 lock.unlock(); } }public T take() { T t = null; try { lock.lock(); //判断当前queue是否为空，为空则将当前线程挂到notEmpty的条件队列上 while (queue.size() == 0) { notEmpty.await(); } //消费者消费元素 t = queue.poll(); //消费元素后唤醒因queue满而被挂起的生产者线程 notFull.signal(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } return t; } }

对queue大小的判断必选要放在while循环中，不能用if，我们考虑以下情况：
在queue为空的时候：

消费者A进入判断语句，发现队列为空，被挂起并释放锁
消费者B拿到锁进入判断语句，发现队列卫康，被挂起并释放锁

生产者生产了一个元素：

消费者A抢到锁，消费一个元素释放锁
消费者B抢到A释放的锁，此时队列为空，但是由于是if判断，消费者B会直接往下执行，当执行poll()时，返回的是null空值，这显然不符合消费者消费元素的特点，若这里面有其他业务逻辑，拿到null值后进行其他操作将会报空指针异常

4 通过监视器锁对象的方法实现 【java|Java并发编程—生产者消费者Java实现】这种实现和第二种差不多，就是利用监视器锁来实现BlockingQueue，然后再直接在第一种方法的代码中调用，用监视器锁对象实现BlockingQueue的代码如下

public class MyBlockQueue {private Queue queue = new LinkedList<>(); private int size; public MyBlockQueue (int size) { this.size = size; }public synchronized void put(E e) { while (queue.size() == size) { try { wait(); } catch (InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } } queue.offer(e); notifyAll(); }public synchronized E take() { while (queue.size() == 0) { try { wait(); } catch (InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } } E e = queue.poll(); notifyAll(); return e; }}