java多线程15 :wait()和notify() 的生产者/消费者模式
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了java多线程15 :wait()和notify() 的生产者/消费者模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
什么是生产者/消费者模型
一种重要的模型,基于等待/通知机制。生产者/消费者模型描述的是有一块缓冲区作为仓库,生产者可将产品放入仓库,消费者可以从仓库中取出产品,生产者/消费者模型关注的是以下几个点:
1、生产者生产的时候消费者不能消费
2、消费者消费的时候生产者不能生产
3、缓冲区空时消费者不能消费
4、缓冲区满时生产者不能生产
生产者/模型作为一种重要的模型,它的优点在于:
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
既然生产者/消费者模型有一个缓冲区,那么我们就自己做一个缓冲区,生产者和消费者的通信都是通过这个缓冲区的。value为""表示缓冲区空,value不为""表示缓冲区满:
public class ValueObject { public static String value = ""; }
接下来就是一个生产者了,如果缓冲区满了的,那么就wait(),不再生产了,等待消费者消费完通知;如果缓冲区是空的,那么就生产数据到缓冲区中
public class Producer { private Object lock; public Producer(Object lock) { this.lock = lock; } public void setValue() { try { synchronized (lock) { if (!ValueObject.value.equals("")) lock.wait(); String value = System.currentTimeMillis() + "_" + System.nanoTime(); System.out.println("Set的值是:" + value); ValueObject.value = value; lock.notify(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
消费者类似,如果缓冲区是空的,那么就不再消费,wait()等待,等待生产者生产完通知;如果缓冲区不是空的,那么就去拿数据:
public class Customer { private Object lock; public Customer(Object lock) { this.lock = lock; } public void getValue() { try { synchronized (lock) { if (ValueObject.value.equals("")) lock.wait(); System.out.println("Get的值是:" + ValueObject.value); ValueObject.value = ""; lock.notify(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
写个主函数,开两个线程调用Producer里面的getValue()方法和Customer()里面的setValue()方法:
public static void main(String[] args) { Object lock = new Object(); final Producer producer = new Producer(lock); final Customer customer = new Customer(lock); Runnable producerRunnable = new Runnable() { public void run() { while (true) { producer.setValue(); } } }; Runnable customerRunnable = new Runnable() { public void run() { while (true) { customer.getValue(); } } }; Thread producerThread = new Thread(producerRunnable); Thread CustomerThread = new Thread(customerRunnable); producerThread.start(); CustomerThread.start(); }
看一下运行结果:
...
Set的值是:1444025677743_162366875965845
Get的值是:1444025677743_162366875965845
Set的值是:1444025677743_162366875983541
Get的值是:1444025677743_162366875983541
Set的值是:1444025677743_162366876004776
Get的值是:1444025677743_162366876004776
...
生产数据和消费数据一定是成对出现的,生产一个消费一个,满了不生产,空了不消费,生产者不能无限生产,消费者也不能无限消费,符合生产者/消费者模型。生产者速度快,就不占用CPU时间片,等着消费者消费完通知它继续生产,这块时间片可以用来给其他线程用。
上面是一个很普通的生产者/消费者模型,且只有一个生产者和消费者,执行正常,如果有多个的话就会产生假死情况。注意上面的if判断是有问题,在一生产/多消费的线程执行的话,会出现程序混乱的问题,因为没有二次验证,改为while就可以,这里可以参考java多线程14 :wait()和notify()/notifyAll() 这里有些该情况
以上是关于java多线程15 :wait()和notify() 的生产者/消费者模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章