一、概念

多線程環境下，我們經常需要多個線程的并發和協作。這個時候，就需要了解一個重要的多線程并發協作模型“生產者/消費者模式”。

? 什么是生產者?

? ? ??生產者指的是負責生產數據的模塊(這里模塊可能是：方法、對象、線程、進程)。

? 什么是消費者?

? ? ??消費者指的是負責處理數據的模塊(這里模塊可能是：方法、對象、線程、進程)。

? 什么是緩沖區?

? ? ??消費者不能直接使用生產者的數據，它們之間有個“緩沖區”。生產者將生產好的數據放入“緩沖區”，消費者從“緩沖區”拿要處理的數據。

? ? ??緩沖區是實現并發的核心，緩沖區的設置有3個好處：

? 實現線程的并發協作

? ? ??有了緩沖區以后，生產者線程只需要往緩沖區里面放置數據，而不需要管消費者消費的情況;同樣，消費者只需要從緩沖區拿數據處理即可，

也不需要管生產者生產的情況。 這樣，就從邏輯上實現了“生產者線程”和“消費者線程”的分離。

? 解耦了生產者和消費者

? ? ??生產者不需要和消費者直接打交道。

? 解決忙閑不均，提高效率

? ? ??生產者生產數據慢時，緩沖區仍有數據，不影響消費者消費;消費者處理數據慢時，生產者仍然可以繼續往緩沖區里面放置數據 。

線程并發協作總結：

? ? ? 線程并發協作(也叫線程通信)，通常用于生產者/消費者模式，情景如下：

? ? ??1. 生產者和消費者共享同一個資源，并且生產者和消費者之間相互依賴，互為條件。

? ? ??2. 對于生產者，沒有生產產品之前，消費者要進入等待狀態。而生產了產品之后，又需要馬上通知消費者消費。

? ? ??3. 對于消費者，在消費之后，要通知生產者已經消費結束，需要繼續生產新產品以供消費。

? ? ??4. 在生產者消費者問題中，僅有synchronized是不夠的。

? ? ? ??· synchronized可阻止并發更新同一個共享資源，實現了同步;

? ? ? ??· synchronized不能用來實現不同線程之間的消息傳遞(通信)。

? ? ??5. 那線程是通過哪些方法來進行消息傳遞(通信)的呢?見如下總結：

? ? ??6. 以上方法均是java.lang.Object類的方法;

? ? ??都只能在同步方法或者同步代碼塊中使用，否則會拋出異常。

【管程法】

/*** 生產者消費者模型實現方式一：管程法* 4個角色： 生產者、消費者、緩沖區、生產的商品* */ package cn.sxt.thread;public class Test_0411_Produce {public static void main(String[] args) {SynContainer container=new SynContainer();new Productor(container).start();new Consumer(container).start();} } //生產者 class Productor extends Thread{SynContainer container;public Productor(SynContainer container) {super();this.container = container;}//開始生產，生產50個public void run() { for (int i = 0; i < 50; i++) {System.out.println("生產-->第"+i+"個包子");container.push(new Goods(i));}} } //消費者 class Consumer extends Thread{SynContainer container;public Consumer(SynContainer container) {super();this.container = container;}//開始消費,消費100個會等待public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("消費---->第"+container.pop().id+"個包子");}} }//緩沖區 class SynContainer {Goods[] goods=new Goods[10];int count;//存public synchronized void push(Goods good1) {//緩沖區有空格就生產if (count==goods.length) {//此種情況下表示緩沖區滿了，不能生產try {this.wait();//線程阻塞。生產通知消費，解除阻塞} catch (InterruptedException e) {//消費者通知生產，就解除 }}goods[count]=good1;count++;this.notifyAll();//存在數據了，可以喚醒消費者消費了 }//取public synchronized Goods pop() {//存在數據就拿，沒有數據就等待if (count==0) {try {this.wait();//線程阻塞。生產通知消費，解除阻塞} catch (InterruptedException e) {}}count--;//從最后一個位置拿Goods good2=goods[count];this.notifyAll();//存在空間可喚醒對方生產了return good2;} } //商品 class Goods {int id;public Goods(int id) {super();this.id = id;}}

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【信號燈法】

/*** 生產者消費者模型實現方式二：信號燈法，借助標志位* 3要素：生產者(演員)、消費者(觀眾)、統一資源(電視劇)* */ package cn.sxt.thread;public class Test_0411_Signal {public static void main(String[] args) {Tv tv=new Tv();new Actor(tv).start();new Watcher(tv).start(); } }class Actor extends Thread{Tv tv;public Actor(Tv tv) {this.tv = tv;}public void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) { if (i%2==0) {this.tv.play("知否知否應是綠肥紅瘦"); }else {this.tv.play("香蜜沉沉燼如霜");}}} }class Watcher extends Thread{Tv tv;public Watcher(Tv tv) {this.tv = tv;}public void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {tv.watch(); }} }class Tv{String vioce;boolean flag=true;//信號燈 真：表示演員表演，觀眾等待 假：觀眾觀看，演員等待public synchronized void play(String v) {//演員等待if (!flag) {try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }System.out.println("表演了:"+v);this.vioce=v;this.notifyAll();//喚醒 this.flag=!this.flag;//切換標志 }public synchronized void watch() {//觀眾等待if (flag) {try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }System.out.println("聽到了:"+vioce);this.notifyAll();//喚醒this.flag=!this.flag;}}

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轉載于:https://www.cnblogs.com/ID-qingxin/p/10679974.html

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[19/04/11-星期四] 多线程_并发协作(生产者/消费者模式_2种解决方案(管程法和信号灯法))...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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