Java生产者消费者模式

生产者消费者模式

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为什么要使用生产者/消费者模式

在线程世界里，生产者就是生产数据的线程，消费者就是消费数据的线程。在多线程开发
当中，如果生产者处理速度很快，而消费者处理速度很慢，那么生产者就必须等待消费者
处理完，才能继续生产数据。同样的道理，如果消费者的处理能力大于生产者，那么消费
者就必须等待生产者。为了解决这种生产消费能力不均衡的问题，所以便有了生产者和消
费者模式。

生产者/消费者模型优点

1、解耦。因为多了一个缓冲区，所以生产者和消费者并不直接相互调用，这一点很容易
想到，这样生产者和消费者的代码发生变化，都不会对对方产生影响，这样其实就把生产
者和消费者之间的强耦合解开，变为了生产者和缓冲区/消费者和缓冲区之间的弱耦合
2、通过平衡生产者和消费者的处理能力来提高整体处理数据的速度，这是生产者/消费者
模型最重要的一个优点。如果消费者直接从生产者这里拿数据，如果生产者生产的速度很
慢，但消费者消费的速度很快，那消费者就得占用CPU的时间片白白等在那边。有了生产
者/消费者模型，生产者和消费者就是两个独立的并发体，生产者把生产出来的数据往缓
冲区一丢就好了，不必管消费者；消费者也是，从缓冲区去拿数据就好了，也不必管生产
者，缓冲区满了就不生产，缓冲区空了就不消费，使生产者/消费者的处理能力达到一个
动态的平衡

生产者/消费者模式的作用

• - 支持并发
• - 解耦
• - 支持忙闲不均

编码体现 

public class Basket {
	private volatile Object obj = null; // 利用volatile保证可见性
 
	public synchronized void produce(Object obj) {
		while (this.obj != null) {
			try {
//				this.wait();// 当前线程进入minitor的waitSet中
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		this.obj = obj;
		this.notifyAll(); // 唤醒处于waitSet中的所有线程
		System.out.println("生产了一个对象:" + obj);
	}
 
	public synchronized void consume() {
		while (obj == null)
			try {
//				this.wait();
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		System.out.println("消费了一个对象：" + obj);
		this.obj = null;
		this.notifyAll();
	}
}

public class Consumer implements Runnable {
	private Basket resource = null;
 
	public Consumer(Basket resource) {
		this.resource = resource;
	}
 
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 20; i++) {
			resource.consume();
		}
	}
}

public class Producer implements Runnable {
	private Basket resource = null;
 
	public Producer(Basket resource) {
		this.resource = resource;
	}
 
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 20; i++) {
			Object obj = new Date();
			resource.produce(obj);
		}
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Basket resource = new Basket();
		new Thread(new Producer(resource)).start();
		new Thread(new Consumer(resource)).start();
	}
}

wait和notify/notifyAll的用法

调用wait/notify之类的方法要求必须在当前线程对象内部，例如synchronized方法中 

- 当线程执行wait()时，会把当前的锁释放，然后让出CPU，进入等待状态。不能更改为sleep，因为sleep不会释放锁
- 当执行notify/notifyAll方法时，会唤醒一个处于等待该对象锁的线程，然后继续往下执行，直到执行完退出对象锁锁住的区域（synchronized修饰的代码块）后再释放锁。