0

0

java多线程之并发协作生产者消费者设计模式

伊谢尔伦

伊谢尔伦

发布时间:2016-11-21 13:31:37

|

1979人浏览过

|

来源于php中文网

原创

 两个线程一个生产者个一个消费者

  需求情景

  两个线程,一个负责生产,一个负责消费,生产者生产一个,消费者消费一个

  涉及问题

  同步问题:如何保证同一资源被多个线程并发访问时的完整性。常用的同步方法是采用标记或加锁机制

  wait() / nofity() 方法是基类object的两个方法,也就意味着所有java类都会拥有这两个方法,这样,我们就可以为任何对象实现同步机制。

  wait()方法:当缓冲区已满/空时,生产者/消费者线程停止自己的执行,放弃锁,使自己处于等等状态,让其他线程执行。

  notify()方法:当生产者/消费者向缓冲区放入/取出一个产品时,向其他等待的线程发出可执行的通知,同时放弃锁,使自己处于等待状态。

  代码实现(共三个类和一个main方法的测试类)

  Resource.java
  /**
  * Created by yuandl on 2016-10-11./**
  * 资源
  */
  public class Resource {
  /*资源序号*/
  private int number = 0;
  /*资源标记*/
  private boolean flag = false;
  /**
  * 生产资源
  */
  public synchronized void create() {
  if (flag) {//先判断标记是否已经生产了,如果已经生产,等待消费;
  try {
  wait();//让生产线程等待
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  }
  number++;//生产一个
  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产者------------" + number);
  flag = true;//将资源标记为已经生产
  notify();//唤醒在等待操作资源的线程(队列)
  }
  /**
  * 消费资源
  */
  public synchronized void destroy() {
  if (!flag) {
  try {
  wait();
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  }
  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费者****" + number);
  flag = false;
  notify();
  }
 }

  Producer.java 

  /**
  * Created by yuandl on 2016-10-11.
  *
  /**
  * 生产者
  */
  public class Producer implements Runnable {
  private Resource resource;
  public Producer(Resource resource) {
  this.resource = resource;
  }
  @Override
  public void run() {
  while (true) {
  try {
  Thread.sleep(10);
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  resource.create();
  }
  }
  }

 Consumer.java

 /**
  * 消费者
  */
  public class Consumer implements Runnable {
  private Resource resource;
  public Consumer(Resource resource) {
  this.resource = resource;
  }
  @Override
  public void run() {
  while (true) {
  try {
  Thread.sleep(10);
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  resource.destroy();
  }
  }
  }

 ProducerConsumerTest.java

  /**
  * Created by yuandl on 2016-10-11.
  */
  public class ProducerConsumerTest {
  public static void main(String args[]) {
  Resource resource = new Resource();
  new Thread(new Producer(resource)).start();//生产者线程
  new Thread(new Consumer(resource)).start();//消费者线程
  }
  }

打印结果

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

Thread-0生产者------------1
 Thread-1消费者****1
  Thread-0生产者------------2
  Thread-1消费者****2
  Thread-0生产者------------3
  Thread-1消费者****3
  Thread-0生产者------------4
  Thread-1消费者****4
  Thread-0生产者------------5
  Thread-1消费者****5
  Thread-0生产者------------6
  Thread-1消费者****6
  Thread-0生产者------------7
  Thread-1消费者****7
  Thread-0生产者------------8
  Thread-1消费者****8
  Thread-0生产者------------9
  Thread-1消费者****9
  Thread-0生产者------------10
  Thread-1消费者****10

以上打印结果可以看出没有任何问题


  多个线程,多个生产者和多个消费者的问题

  需求情景

  四个线程,两个个负责生产,两个个负责消费,生产者生产一个,消费者消费一个

  涉及问题

  notifyAll()方法:当生产者/消费者向缓冲区放入/取出一个产品时,向其他等待的所有线程发出可执行的通知,同时放弃锁,使自己处于等待状态。

  再次测试代码

 

PhotoG
PhotoG

PhotoG是全球首个内容营销端对端智能体

下载
 ProducerConsumerTest.java
  /**
  * Created by yuandl on 2016-10-11.
  */
  public class ProducerConsumerTest {
  public static void main(String args[]) {
  Resource resource = new Resource();
  new Thread(new Consumer(resource)).start();//生产者线程
  new Thread(new Consumer(resource)).start();//生产者线程
  new Thread(new Producer(resource)).start();//消费者线程
  new Thread(new Producer(resource)).start();//消费者线程
  }
  }

运行结果

  Thread-0生产者------------100
  Thread-3消费者****100
  Thread-0生产者------------101
  Thread-3消费者****101
  Thread-2消费者****101
  Thread-1生产者------------102
  Thread-3消费者****102
  Thread-0生产者------------103
  Thread-2消费者****103
  Thread-1生产者------------104
  Thread-3消费者****104
  Thread-1生产者------------105
  Thread-0生产者------------106
  Thread-2消费者****106
  Thread-1生产者------------107
  Thread-3消费者****107
  Thread-0生产者------------108
  Thread-2消费者****108
  Thread-0生产者------------109
  Thread-2消费者****109
  Thread-1生产者------------110
  Thread-3消费者****110

 通过以上打印结果发现问题


  101生产了一次,消费了两次

  105生产了,而没有消费

  原因分析

  当两个线程同时操作生产者生产或者消费者消费时,如果有生产者或者的两个线程都wait()时,再次notify(),由于其中一个线程已经改变了标记而另外一个线程再次往下直接执行的时候没有判断标记而导致的。

  if判断标记,只有一次,会导致不该运行的线程运行了。出现了数据错误的情况。

  解决方案

  while判断标记,解决了线程获取执行权后,是否要运行!也就是每次wait()后再notify()时先再次判断标记

  代码改进(Resource中的if->while)

  Resource.java

 
 /**
  * Created by yuandl on 2016-10-11./**
  * 资源
  */
  public class Resource {
  /*资源序号*/
  private int number = 0;
  /*资源标记*/
  private boolean flag = false;
  /**
  * 生产资源
  */
  public synchronized void create() {
  while (flag) {//先判断标记是否已经生产了,如果已经生产,等待消费;
  try {
  wait();//让生产线程等待
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  }
  number++;//生产一个
  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产者------------" + number);
  flag = true;//将资源标记为已经生产
  notify();//唤醒在等待操作资源的线程(队列)
  }
  /**
  * 消费资源
  */
  public synchronized void destroy() {
  while (!flag) {
  try {
  wait();
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  }
  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费者****" + number);
  flag = false;
  notify();
  }
  }

再次发现问题


  打印到某个值比如生产完74,程序运行卡死了,好像锁死了一样。

  原因分析

  notify:只能唤醒一个线程,如果本方唤醒了本方,没有意义。而且while判断标记+notify会导致”死锁”。

  解决方案

  notifyAll解决了本方线程一定会唤醒对方线程的问题。

  最后代码改进(Resource中的notify()->notifyAll())

  Resource.java 

 /**
  * Created by yuandl on 2016-10-11./**
  * 资源
  */
  public class Resource {
  /*资源序号*/
  private int number = 0;
  /*资源标记*/
  private boolean flag = false;
  /**
  * 生产资源
  */
  public synchronized void create() {
  while (flag) {//先判断标记是否已经生产了,如果已经生产,等待消费;
  try {
  wait();//让生产线程等待
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  }
  number++;//生产一个
  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产者------------" + number);
  flag = true;//将资源标记为已经生产
  notifyAll();//唤醒在等待操作资源的线程(队列)
  }
  /**
  * 消费资源
  */
  public synchronized void destroy() {
  while (!flag) {
  try {
  wait();
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  }
  }
  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费者****" + number);
  flag = false;
  notifyAll();
  }
  }

 运行结果

Thread-0生产者------------412
  Thread-2消费者****412
  Thread-0生产者------------413
  Thread-3消费者****413
  Thread-1生产者------------414
  Thread-2消费者****414
  Thread-1生产者------------415
  Thread-2消费者****415
  Thread-0生产者------------416
  Thread-3消费者****416
  Thread-1生产者------------417
  Thread-3消费者****417
  Thread-0生产者------------418
  Thread-2消费者****418
  Thread-0生产者------------419
  Thread-3消费者****419
  Thread-1生产者------------420
  Thread-2消费者****420

以上就大功告成了,没有任何问题

相关文章

java速学教程(入门到精通)
java速学教程(入门到精通)

java怎么学习?java怎么入门?java在哪学?java怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了java速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
Golang 测试体系与代码质量保障:工程级可靠性建设
Golang 测试体系与代码质量保障:工程级可靠性建设

Go语言测试体系与代码质量保障聚焦于构建工程级可靠性系统。本专题深入解析Go的测试工具链(如go test)、单元测试、集成测试及端到端测试实践,结合代码覆盖率分析、静态代码扫描(如go vet)和动态分析工具,建立全链路质量监控机制。通过自动化测试框架、持续集成(CI)流水线配置及代码审查规范,实现测试用例管理、缺陷追踪与质量门禁控制,确保代码健壮性与可维护性,为高可靠性工程系统提供质量保障。

28

2026.02.28

Golang 工程化架构设计:可维护与可演进系统构建
Golang 工程化架构设计:可维护与可演进系统构建

Go语言工程化架构设计专注于构建高可维护性、可演进的企业级系统。本专题深入探讨Go项目的目录结构设计、模块划分、依赖管理等核心架构原则,涵盖微服务架构、领域驱动设计(DDD)在Go中的实践应用。通过实战案例解析接口抽象、错误处理、配置管理、日志监控等关键工程化技术,帮助开发者掌握构建稳定、可扩展Go应用的最佳实践方法。

23

2026.02.28

Golang 性能分析与运行时机制:构建高性能程序
Golang 性能分析与运行时机制:构建高性能程序

Go语言以其高效的并发模型和优异的性能表现广泛应用于高并发、高性能场景。其运行时机制包括 Goroutine 调度、内存管理、垃圾回收等方面,深入理解这些机制有助于编写更高效稳定的程序。本专题将系统讲解 Golang 的性能分析工具使用、常见性能瓶颈定位及优化策略,并结合实际案例剖析 Go 程序的运行时行为,帮助开发者掌握构建高性能应用的关键技能。

27

2026.02.28

Golang 并发编程模型与工程实践:从语言特性到系统性能
Golang 并发编程模型与工程实践:从语言特性到系统性能

本专题系统讲解 Golang 并发编程模型,从语言级特性出发,深入理解 goroutine、channel 与调度机制。结合工程实践,分析并发设计模式、性能瓶颈与资源控制策略,帮助将并发能力有效转化为稳定、可扩展的系统性能优势。

16

2026.02.27

Golang 高级特性与最佳实践:提升代码艺术
Golang 高级特性与最佳实践:提升代码艺术

本专题深入剖析 Golang 的高级特性与工程级最佳实践,涵盖并发模型、内存管理、接口设计与错误处理策略。通过真实场景与代码对比,引导从“可运行”走向“高质量”,帮助构建高性能、可扩展、易维护的优雅 Go 代码体系。

18

2026.02.27

Golang 测试与调试专题:确保代码可靠性
Golang 测试与调试专题:确保代码可靠性

本专题聚焦 Golang 的测试与调试体系,系统讲解单元测试、表驱动测试、基准测试与覆盖率分析方法,并深入剖析调试工具与常见问题定位思路。通过实践示例,引导建立可验证、可回归的工程习惯,从而持续提升代码可靠性与可维护性。

2

2026.02.27

漫蛙app官网链接入口
漫蛙app官网链接入口

漫蛙App官网提供多条稳定入口,包括 https://manwa.me、https

164

2026.02.27

deepseek在线提问
deepseek在线提问

本合集汇总了DeepSeek在线提问技巧与免登录使用入口,助你快速上手AI对话、写作、分析等功能。阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

8

2026.02.27

AO3官网直接进入
AO3官网直接进入

AO3官网最新入口合集,汇总2026年可用官方及镜像链接,助你快速稳定访问Archive of Our Own平台。阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

309

2026.02.27

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 4万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 10.5万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 74.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号