生产者和消费者问题(1.0)

生产者和消费者问题

概述

• 生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式，弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻。所谓生产消费者问题，实际上主要是包含了两类线程：
  • 一类是生产者线程用于生产数据
  • 一类是消费者线程用于消费数据
• 为了耦合生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像一个仓库。生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为，消费者只需要从共享数据区中获取数据，并不需要关心生产者的行为。

使用Sychronized实现

1. 为了体现生产和消费过程总的等待和唤醒，Java就提供了几个方法供我们使用，这几个方法就在Object类中Object类的等待和唤醒方法(隐式锁)

2. viod wait( )：导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的notify（）方法和notifyAll（）方法

3. void notify( ) : 唤醒正在等待对象监视器的单个线程

4. void notifyAll( ) : 唤醒正在等待对象监视器的所有线程(注意:wait、notify、notifyAll方法必须要在同步块或同步方法里且成对出现使用)

package tech.chen.juccode.a02;
/**
 * @Date 2022/8/19 19:53
 * @Author c-z-k
 */
public class producersAndConsumers {
    public static void main(String[] args) {
        AirCondition airCondition=new AirCondition();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i <11 ; i++) airCondition.increment();},"线程A").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i <11 ; i++) airCondition.decrement();},"线程B").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i <11 ; i++) airCondition.increment();},"线程C").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 1; i <11 ; i++) airCondition.decrement();},"线程D").start();
    }
    static class AirCondition{
        private int number=0;

        public synchronized void increment(){
            //1.判断
            /*   if(number!=0){*/
            while(number!=0){
                try {
                    //为什么不用if?解释如下
                    //第一次A进来了,在number++后(number=1) C抢到执行权,进入wait状态
                    //这个时候,A抢到cpu执行权,也进入wait状态,此时,B线程进行了一次消费
                    //唤醒了线程,这个时候A抢到CPU执行权,不需要做判断,number++(1),唤醒线程
                    //C也抢到CPU执行权,不需要做判断,number++(2)

                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //2.干活
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
            //3.唤醒
            this.notifyAll();
        }
        public  synchronized void decrement(){
            /*if (number==0){*/
            while (number==0){
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
            this.notifyAll();
        }
    }
}

使用ReentrantLock实现 (显示锁)

• ReentrantLock( ):创建一个ReentrantLock的实例
• void lock( ):获得锁
• void unlock( ):释放锁

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @Date 2022/8/19 20.03
 * @Author c-z-k
 */
@SuppressWarnings("all")
public class producersAndConsumers2 {
    public static void main(String[] args) {
        AirCondition airCondition=new AirCondition();
        new Thread(()->{ for (int i = 0; i <10 ; i++) airCondition.decrement();},"线程A").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 0; i <10 ; i++) airCondition.increment();},"线程B").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 0; i <10 ; i++) airCondition.decrement();},"线程C").start();
        new Thread(()->{ for (int i = 0; i <10 ; i++) airCondition.increment();},"线程D").start();
    }
}
class AirCondition{
    private int number=0;
    //定义Lock锁对象
    final Lock lock=new ReentrantLock();
    final Condition condition  = lock.newCondition();

    //生产者,如果number=0就 number++
    public  void increment(){
        lock.lock();
        try {
            //1.判断
            while(number!=0){
                try {
                    condition.await();//this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //2.干活
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":\t"+number);
            //3.唤醒
            condition.signalAll();//this.notifyAll();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    //消费者,如果number=1,就 number--
    public   void decrement(){
        lock.lock();
        try {
            //1.判断
            while(number==0){
                try {
                    condition.await();//this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //2.干活
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":\t"+number);
            //3.唤醒
            condition.signalAll();//this.notifyAll();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}