线程并发协作(生产者/消费者模式)

古城微笑少年丶 2023-10-06 08:39 11阅读 0赞

#### 线程并发协作（生产者/消费者模式） ####

*   *   *  线程并发协作总结：

**Ø 什么是生产者?**

生产者指的是负责生产数据的模块(这里模块可能是：方法、对象、线程、进程)。

**Ø 什么是消费者?**

消费者指的是负责处理数据的模块(这里模块可能是：方法、对象、线程、进程)。

**Ø 什么是缓冲区?**

消费者不能直接使用生产者的数据，它们之间有个“缓冲区”。生产者将生产好的数据放入“缓冲区”，消费者从“缓冲区”拿要处理的数据。  
![在这里插入图片描述][20200512150131203.png]  
**设置缓冲区的好处**  
Ø 实现线程的并发协作

有了缓冲区以后，生产者线程只需要往缓冲区里面放置数据，而不需要管消费者消费的情况;同样，消费者只需要从缓冲区拿数据处理即可，也不需要管生产者生产的情况。 这样，就从逻辑上实现了“生产者线程”和“消费者线程”的分离。

Ø 解耦了生产者和消费者

生产者不需要和消费者直接打交道。

Ø 解决忙闲不均，提高效率

生产者生产数据慢时，缓冲区仍有数据，不影响消费者消费;消费者处理数据慢时，生产者仍然可以继续往缓冲区里面放置数据 。

示例：生产者与消费者模式

public class TestProduce {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            SyncStack sStack = new SyncStack();// 定义缓冲区对象；
            Shengchan sc = new Shengchan(sStack);// 定义生产线程；
            Xiaofei xf = new Xiaofei(sStack);// 定义消费线程；
            sc.start();
            xf.start();
        }
    }
     
    class Mantou {
        // 馒头
        int id;
     
        Mantou(int id) {
        
            this.id = id;
        }
    }
     
    class SyncStack {
        // 缓冲区(相当于：馒头筐)
        int index = 0;
        Mantou[] ms = new Mantou[10];
     
        public synchronized void push(Mantou m) {
        
            while (index == ms.length) {
        //说明馒头筐满了
                try {
        
                   //wait后，线程会将持有的锁释放，进入阻塞状态；
                   //这样其它需要锁的线程就可以获得锁；
                    this.wait();
                    //这里的含义是执行此方法的线程暂停，进入阻塞状态，
                    //等消费者消费了馒头后再生产。
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程。
            //notifyAll叫醒所有在当前对象等待池中等待的所有线程。
            this.notify();
            // 如果不唤醒的话。以后这两个线程都会进入等待线程，没有人唤醒。
            ms[index] = m;
            index++;
        }
     
        public synchronized Mantou pop() {
        
            while (index == 0) {
        //如果馒头筐是空的；
                try {
        
                    //如果馒头筐是空的，就暂停此消费线程（因为没什么可消费的嘛）。
                    this.wait();                //等生产线程生产完再来消费；
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            this.notify();
            index--;
            return ms[index];
        }
    }
     
    class Shengchan extends Thread {
        // 生产者线程
        SyncStack ss = null;
     
        public Shengchan(SyncStack ss) {
        
            this.ss = ss;
        }
     
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                System.out.println("生产馒头：" + i);
                Mantou m = new Mantou(i);
                ss.push(m);
            }
        }
    }
     
    class Xiaofei extends Thread {
        // 消费者线程；
        SyncStack ss = null;
     
        public Xiaofei(SyncStack ss) {
        
            this.ss = ss;
        }
     
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                Mantou m = ss.pop();
                System.out.println("消费馒头：" + i);
     
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 线程并发协作总结： ####

线程并发协作(也叫线程通信)，通常用于生产者/消费者模式，情景如下：

1. 生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件。
    
      2. 对于生产者，没有生产产品之前，消费者要进入等待状态。而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费。
    
      3. 对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经消费结束，需要继续生产新产品以供消费。
    
      4. 在生产者消费者问题中，仅有synchronized是不够的。
    
        · synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步;
    
        · synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)。
    
      5. 那线程是通过哪些方法来进行消息传递(通信)的呢?见如下总结：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

6. 以上方法均是java.lang.Object类的方法; 
    都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常。

[20200512150131203.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200512150131203.png
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