生产者-消费者模型的Java实现

 生产者-消费者（producer-consumer）问题，也称作有界缓冲区（bounded-buffer）问题，两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区。其中一个是生产者，用于将消息放入缓冲区；另外一个是消费者，用于从缓冲区中取出消息。问题出现在当缓冲区已经满了，而此时生产者还想向其中放入一个新的数据项的情形，其解决方法是让生产者此时进行休眠，等待消费者从缓冲区中取走了一个或者多个数据后再去唤醒它。同样地，当缓冲区已经空了，而消费者还想去取消息，此时也可以让消费者进行休眠，等待生产者放入一个或者多个数据时再唤醒它。

一，首先定义公共资源类，其中的变量number是保存的公共数据。并且定义两个方法，增加number的值和减少number的值。由于多线程的原因，必须加上synchronized关键字，注意while判断的条件。

Java代码  



/** 

 * 公共资源类 

 */  

public class PublicResource {  

    private int number = 0;  

  

    /** 

     * 增加公共资源 

     */  

    public synchronized void increace() {  

        while (number != 0) {  

            try {  

                wait();  

            } catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

        }  

        number++;  

        System.out.println(number);  

        notify();  

    }  

  

    /** 

     * 减少公共资源 

     */  

    public synchronized void decreace() {  

        while (number == 0) {  

            try {  

                wait();  

            } catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

        }  

        number--;  

        System.out.println(number);  

        notify();  

    }  

}  

 

二，分别定义生产者线程和消费者线程，并模拟多次生产和消费，即增加和减少公共资源的number值

Java代码  



/** 

 * 生产者线程，负责生产公共资源 

 */  

public class ProducerThread implements Runnable {  

    private PublicResource resource;  

  

    public ProducerThread(PublicResource resource) {  

        this.resource = resource;  

    }  

  

    @Override  

    public void run() {  

        for (int i = 0; i < 10; i++) {  

            try {  

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

            } catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

            resource.increace();  

        }  

    }  

}  

/** 

 * 消费者线程，负责消费公共资源 

 */  

public class ConsumerThread implements Runnable {  

    private PublicResource resource;  

  

    public ConsumerThread(PublicResource resource) {  

        this.resource = resource;  

    }  

  

    @Override  

    public void run() {  

        for (int i = 0; i < 10; i++) {  

            try {  

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

            } catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

            resource.decreace();  

        }  

    }  

}  

 

三，模拟多个生产者和消费者操作公共资源的情形，结果须保证是在允许的范围内。

Java代码  



public class ProducerConsumerTest {  

    public static void main(String[] args) {  

        PublicResource resource = new PublicResource();  

        new Thread(new ProducerThread(resource)).start();  

        new Thread(new ConsumerThread(resource)).start();  

        new Thread(new ProducerThread(resource)).start();  

        new Thread(new ConsumerThread(resource)).start();  

        new Thread(new ProducerThread(resource)).start();  

        new Thread(new ConsumerThread(resource)).start();  

    }  

}