Java多线程:生产者与消费者案例 Java多线程:生产者与消费者案例

前言

工具
知识点
设计思路
具体步骤

总结

前言想象一下生活中哪些是和线程沾边的？饭店炒菜就是一个很好的例子
首先客人要吃菜，前提是厨师要炒好，也就是说，厨师不炒好的话客人是没有饭菜的。这时候，厨师就是一个线程，客人拿菜就是另一个线程。

工具
jdk13，IDEA2019.1.4

知识点
Thread、Runnable、synchronized、面向对象知识（继承、封装、接口、方法重写）、条件判断以及线程的一些其他知识点

设计思路
首先要有两个线程，也就是说要两个类，分别是Producer（生产者）和Consumer（消费者）。
由于我们是模拟厨师与客人之间的互动，也就是说还需要一个类来封装信息：Message（类）。
然后，避免线程之间发生数据混乱的情况，肯定还需要使用synchronized来进行线程同步。

具体步骤
首先我们来一份没有用synchronized的代码，先看看效果：

public class Message {private String title; private String content; Message(){}; public Message(String title, String content) {this.title = title; this.content = content; }public String getTitle() {return title; }public void setTitle(String title) {this.title = title; }public String getContent() {return content; }public void setContent(String content) {this.content = content; }}/** 定义生产者类Producer* */class Producer implements Runnable{private Message msg=null; public Producer(Message msg) {this.msg = msg; }@Overridepublic void run() {for (int i=0; i<=50; i++){if (i%2==0){this.msg.setTitle("喜欢夜雨吗？"); try {Thread.sleep(100); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }this.msg.setContent("是的呢！"); }else {this.msg.setTitle("还不关注我吗？"); try {Thread.sleep(100); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }this.msg.setContent("好的呢！"); }}}}/** 定义消费者类Consumer* */class Consumer implements Runnable{private Message msg=null; public Consumer(Message msg) {this.msg = msg; }@Overridepublic void run() {for (int i=0; i<=50; i++){try {Thread.sleep(100); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }System.out.println(this.msg.getTitle()+"--->"+this.msg.getContent()); }}}class TestDemo{public static void main(String[] args) {Message msg=new Message(); new Thread(new Producer(msg)).start(); new Thread(new Consumer(msg)).start(); }}

看看运行结果：

文章图片

看仔细咯，发生了数据错乱啊，Title与Content没有一一对应欸。咋办？
能咋办，改代码呗。
发生数据混乱的原因完全是因为，生产者线程还没生产的时候，消费者就已经消费了（至于消费的啥我也不知道，我也不敢问啊）。所以造成了数据混乱，不过我们上面说了啊，要使用synchronized来让线程同步一下。但是又会出问题，我们接着往下看

class TestDemo{public static void main(String[] args) {Message msg=new Message(); new Thread(new Producer(msg)).start(); new Thread(new Consumer(msg)).start(); }}class Message{private String title,content; public synchronized void set(String title,String content){this.title=title; this.content=content; }public synchronized void get(){try {Thread.sleep(1000); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }System.out.println(this.title+"-->"+this.content); }public String getContent() {return content; }public void setContent(String content) {this.content = content; }public String getTitle() {return title; }public void setTitle(String title) {this.title = title; }}class Producer implements Runnable{private Message msg=null; Producer(Message msg){this.msg=msg; }@Overridepublic void run() {for (int i=0; i<=50; i++){if (i%2==0){this.msg.set("喜欢夜雨吗？","是的呢！"); }else {this.msg.set("还不关注吗？","好的呢！"); }}}}class Consumer implements Runnable{private Message msg=null; Consumer(Message msg){this.msg=msg; }@Overridepublic void run() {for (int i=0; i<=50; i++){this.msg.get(); }}}

我又重新封装了一些方法，然后运行的时候，wc，数据倒是不混乱了，但是呢，数据重复了一大堆。

文章图片

为啥会出现这个问题呢?最后想了一下，会出现这种问题的，就是因为线程的执行顺序的问题。我们想要实现的效果是生产者线程执行了之后，让生产者线程等待，而后让消费者线程执行，等待消费者线程执行完成之后就又让生产者线程继续执行。后来我又查了查官方文档，发现Object类中专门有三个方法是与线程相关的：

方法	描述
public final void wait() throws InterruptedException	线程的等待
public final void notify()	唤醒第一个等待线程
public final void notifyAll()

当我看到这些方法的时候，心里愣了一下，这不就是我们想要的方法吗，用wait()方法来让生产者线程等待，然后运行消费者线程，等消费者线程执行完了之后又让生产者线程去执行。这其中我们用true和false来表示运行开始和运行暂停。
最后我们来看看完成品的代码：

class TestDemo{public static void main(String[] args) {Message msg=new Message(); new Thread(new Producer(msg)).start(); new Thread(new Consumer(msg)).start(); }}class Message extends Exception{private String title,content; private boolean flag=true; // true表示正在生产，不要来取走，因为没由让消费者区走的// false表示可以取走，但是不能生产public synchronized void set(String title,String content){if (this.flag==false){try {super.wait(); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }}this.title=title; try {Thread.sleep(60); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }this.content=content; this.flag=true; // 生产完成，修改标志位super.notify(); // 唤醒等待线程}public synchronized void get(){if (flag==true) {// 已经生产好了，等待取走try {super.wait(); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }}try {Thread.sleep(60); }catch (InterruptedException e){System.out.println(e); }System.out.println(this.title+"-->"+this.content); this.flag=true; super.notify(); }public String getContent() {return content; }public void setContent(String content) {this.content = content; }public String getTitle() {return title; }public void setTitle(String title) {this.title = title; }}class Producer implements Runnable{private Message msg=null; Producer(Message msg){this.msg=msg; }@Overridepublic void run() {for (int i=0; i<=50; i++){if (i%2==0){this.msg.set("喜欢夜雨吗？","是的呢！"); }else {this.msg.set("还不关注吗？","好的呢！"); }}}}class Consumer implements Runnable{private Message msg=null; Consumer(Message msg){this.msg=msg; }@Overridepublic void run() {for (int i=0; i<=50; i++){this.msg.get(); }}}

运行结果我就不贴了，你们自己去测试一下吧…

总结这个案例完美的呈现了线程以及面向对象知识的综合运用，具有很强的实际操作性
【Java多线程:生产者与消费者案例】本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容！