Java多线程同步问题——生产者与消费者实战

原创待我称王封你为后i 2024-10-20 09:09 42阅读 0赞

在Java中，多线程的同步主要通过以下几种方式实现：

1. **synchronized关键字**：
   - `synchronized(this)`：锁定当前对象（这里是`this`），保证同一时刻只有一个线程访问该对象。
   - `synchronized(block)`：锁定一个可重入的块，如`Lock`、`Semaphore`等。

2. **wait()与notify()方法**：
   - 当线程执行到`synchronized(this)`后的代码时，如果需要等待其他线程完成操作后继续，可以调用`this.wait()`。
   - 当其他线程决定唤醒一个正在等待的线程时，可以调用`this.notifyAll()`。

3. **并发容器**：
   - `java.util.concurrent`包提供了各种并发工具类，如`Semaphore`（信号量）、`CountDownLatch`（计数倒计时）等。
   - 使用这些容器进行多线程同步管理。

实战案例：
假设有一个生产者（Producer）和消费者（Consumer）的场景。生产者负责向队列中添加产品，而消费者负责从队列中取出产品并进行处理。

以下是一个简单的Java多线程同步实现：

```java
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class ProducerConsumer {
    private Queue<String> productQueue = new LinkedList<>();

// 生产者
    public void produce() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String product = "Product-" + i;
            synchronized (productQueue) {
                if (!productQueue.contains(product)) {
                    productQueue.add(product);
                    System.out.println("Producer added product: " + product);
                } else {
                    System.out.println("Product already exists in queue: " + product);
                }
            }
        }
    }

// 消费者
    public void consume() {
        while (!productQueue.isEmpty()) {
            String product = productQueue.poll();
            System.out.println("Consumer picked up product: " + product);
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        ProducerConsumer producerConsumer = new ProducerConsumer();

// 生产者线程
        Thread producerThread = new Thread(producerConsumer::produce));
        producerThread.start();

// 消费者线程
        Thread consumerThread = new Thread(producerConsumer::consume));
        consumerThread.start();
    }
}
```

在这个例子中，生产者（Produce）通过`synchronized(productQueue)`来保证在任何时候只有一个线程能够向队列添加产品。消费者（Consume）则通过不断从队列中取出产品进行处理，来模拟实际场景中的生产和消费行为。