Java多線程中消費者與生產(chǎn)者的關(guān)系是什么

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java多線程中消費者與生產(chǎn)者的關(guān)系是什么，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

　　多線程：CPU中各種任務(wù)在交替執(zhí)行過程中，被稱為多線程處理。其中，每個任務(wù)的一次動態(tài)執(zhí)行過程被稱為進程。進程執(zhí)行過程中的暫停被稱為中斷。進程通過中斷被分解成若干段，每一段被稱為一個線程。

　　在消費者與生產(chǎn)者中，我們設(shè)定單個生產(chǎn)者的每次活動是饅頭 +1;單個消費者每次進行的是饅頭 -1;然后消費者和生產(chǎn)者的活動時間不確定，同時生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量不確定，該經(jīng)典問題我們使用多線程實現(xiàn)：

　　我們首先確定實物，即生產(chǎn)者的每次生成的物品，在這里我們使用饅頭代替。在WoTou的類中，我們可以看到有著自己獨特的屬性，即饅頭的 id，我們可以在控制臺清晰的看到饅頭的生產(chǎn)和消費過程，具體實現(xiàn)代碼如下：

　　class WoTou{ //饅頭，生產(chǎn)者生產(chǎn)的饅頭

　　int id;

　　WoTou(int id){

　　this.id = id;

　　}

　　public String toString(){

　　return "WoTou:"+ id;

　　}

　　}

　　我們需要確定饅頭的存儲容器，即在消費和生產(chǎn)發(fā)生的時候，我們需要在什么地方進行判斷，饅頭是否耗盡，或者饅頭是否滿溢。每次活動都是相當(dāng)于在棧中取東西和放東西，所以我們根據(jù)棧的特性為：先進后出 原則。

　　class SyncStack {//籃子容器，放饅頭用的

　　int index = 0;

　　WoTou[] arrWT = new WoTou[6];

　　}

　　在籃子容器中我們簡單定義棧的最大容量為6，我們之后設(shè)定生產(chǎn)者的類，定義為producer類。我們知道producer有著一些自己的獨特屬性，即往籃子SyncStack中放WoTou，每次進行饅頭+1操作，還有生產(chǎn)者的操作Time間隔，是隔10毫秒還是5毫秒，我們使得producer類實現(xiàn)其Runnerable接口，調(diào)用線程的run()方法，具體代碼如下：

　　class Producer implements Runnable{ //生產(chǎn)者

　　SyncStack ss= null;

　　Producer(SyncStack ss){

　　this.ss = ss;

　　}

　　public void run(){

　　for(int i=0;i<20;i++){

　　WoTou wt = new WoTou(i);

　　ss.push(wt);

　　System.out.println("生產(chǎn)者："+wt);

　　try {

　　Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO: handle exception

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　}

　　}

　　生產(chǎn)者在往棧中添加數(shù)據(jù)的時候，我們使用push方法進行插入。同時定義插入的饅頭數(shù)量，這里的數(shù)量并不是籃子的饅頭數(shù)量?；@子里邊雖然只能一次性裝6個饅頭，但是消費者是同時間進行操作的，所以籃子的饅頭數(shù)量在消費之后，生產(chǎn)者繼續(xù)進行生產(chǎn)，一直到生產(chǎn)20個饅頭為止。

　　消費者我們這里定義為Consumer類，消費者和生產(chǎn)者有一定的相似性，但是我們需要消費在籃子中拿的過程，我們使用pop操作，同時定義消費數(shù)量，以及操作間隔，這里都是使用線程的sleep(時間)方法， 代碼如下：

　　class Consumer implements Runnable{ //消費者

　　SyncStack ss= null;

　　Consumer(SyncStack ss){

　　this.ss = ss;

　　}

　　public void run(){

　　for(int i=0;i<20;i++){

　　WoTou wt = ss.pop();

　　System.out.println("消費量："+wt);

　　try {

　　Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO: handle exception

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　}

　　}

　　最后我們考慮在籃子中，假如容量已滿，即生產(chǎn)者生產(chǎn)過多，消費的太慢，那么生產(chǎn)者需要休息;同樣的消費過快，容器數(shù)量為0，消費者開始休息。我們在兩種情況發(fā)生的時候，需要設(shè)置兩種方法，在極限情況發(fā)生的時候，進行判斷。簡單實現(xiàn)代碼如下：

　　public synchronized void push(WoTou wt){ //往籃子中放饅頭

　　while(index == arrWT.length){

　　try {

　　this.wait();

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO: handle exception

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　this.notify();

　　arrWT[index] = wt;

　　index++;

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　　我們需要確定是我們在生產(chǎn)者進行活動的時候，不能受到其他線程的影響，即我們需要保持在某一時刻只有一個線程進行操作，這種情況我們需要使用線程的一個synchronized方法。這個方法稱為死鎖，鎖定當(dāng)前方法體執(zhí)行的過程中，保持其獨立性。即在方法體的前面使用synchronized關(guān)鍵字修飾。

　　從籃子中取出饅頭的操作類似于生產(chǎn)者，實現(xiàn)代碼如下：

　　public synchronized WoTou pop(){ //從籃子中取饅頭

　　while(index == 0){

　　try {

　　this.wait();

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO: handle exception

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　this.notify();

　　index--;

　　return arrWT[index];

　　}

　　我們會發(fā)現(xiàn)在上面兩種動作中，考慮到一個問題，即數(shù)量到極限之后，我們的動作停止了。生產(chǎn)者在籃子容量到達6時，動作停止;消費者在籃子數(shù)量到0后，停止行為。我們這時候開始使用線程的notify方法，喚醒休眠的線程，因為線程使用了wait方法，我們可以喚醒之后，在進行各自的行為。因此籃子SynStack類中詳細(xì)代碼為：

　　class SyncStack {//籃子容器，放饅頭用的

　　int index = 0;

　　WoTou[] arrWT = new WoTou[6];

　　public synchronized void push(WoTou wt){ //往籃子中放饅頭

　　while(index == arrWT.length){

　　try {

　　this.wait(); //線程等待

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO: handle exception

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　this.notify(); //喚醒wait的線程

　　arrWT[index] = wt;

　　index++;

　　}

　　public synchronized WoTou pop(){ //從籃子中取饅頭

　　while(index == 0){

　　try {

　　this.wait();

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO: handle exception

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　this.notify();

　　index--;

　　return arrWT[index];

　　}

　　}

　　我們可以修改生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量和操作間隔，不一定生產(chǎn)+1同時消費-1。我們可以根據(jù)修改進行更改代碼，上面的運行在控制臺數(shù)據(jù)

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