生产者、消费者问题(管程法与信号灯法)

生产者、消费者问题

应用场景:生产者和消费者问题 ◆假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将仓库中产品取走消费. ◆如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,直到仓库中的产品被消费者取走为止. ◆如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,直到仓库中再次放入产品为止.

这是一个线程同步问题,生产者和消费者共享同一个资源,并且生产者和消费者之间相互依赖,互为条件. ◆对于生产者,没有生产产品之前,要通知消费者等待.而生产了产品之后,又 需要马.上通知消费者消费 ◆对于消费者, 在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生产新的产品以供消费. ◆在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的 ◆synchronized 可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步 ◆synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

生产者、消费者问题(管程法与信号灯法)

解决方式一 并发协作模型“生产者1消费者模式”–>管程法

◆生产者:负责生产数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程); ◆消费者:负责处理数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程); ◆缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个“缓冲区 生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区拿出数据

package com.xxgc.Lock;

//测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法
//生产者、消费者、产品、缓冲区
public class TestPC {
   public static void main(String[] args) {
       SynContainer container = new SynContainer();

       new Producer(container).start();
       new Consumer(container).start();
  }
}

//生产者
class Producer extends Thread{
   SynContainer container;

   public Producer(SynContainer container) {
       this.container = container;
  }
   //生产

   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           container.push(new Chicken(i));
           System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
      }
  }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
   SynContainer container;

   public Consumer(SynContainer container) {
       this.container = container;
  }

   //消费
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           System.out.println("消费了--->"+container.pop().id+"只鸡");
      }
  }
}

//产品
class Chicken{
   int id;//编号
   public Chicken(int id) {
       this.id = id;
  }
}

//缓冲区
class SynContainer{
   //需要一个容器大小
   Chicken[] chickens = new Chicken[10];
   //容器计数器
   int count = 0;

   //生产者放入产品
   public synchronized void push(Chicken chicken){
       //如果容器满了,就需要等待消费者消费
       if(count==chickens.length){
           //通知消费者消费,生产等待
           try {
               this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }

       //如果没有满,我们就需要继续丢人产品
       chickens[count] = chicken;
       count++;

       //可通知消费者消费了
       this.notifyAll();
  }

   //消费者消费产品
   public synchronized Chicken pop(){
       //判断能否消费
       if (count==0){
           //等待生产者生产
           try {
               this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       //如果可以消费
       count--;
       Chicken chicken = chickens[count];
       //吃完了,通知生产者生产
       this.notifyAll();
       return chicken;

  }
}

解决方式2 ◆并发协作模型“生产者消费者模式”–>信号灯法

通过一个flag进行判断执行消费还是生产

package com.xxgc.Lock;

//测试生产者消费者问题2:信号灯法,通过标志位解决

public class TestPC2 {
   public static void main(String[] args) {
       TV tv = new TV();
       new Player(tv).start();
       new Watcher(tv).start();
  }
}

//生产者-->演员
class Player extends Thread{
   TV tv;
   public Player(TV tv){
       this.tv = tv;
  }

   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 20; i++) {
           if(i%2==0){
               this.tv.Play("快乐大本营播放中");
          }else {
               this.tv.Play("抖音广告记录美好生活");
          }
      }
  }
}

//消费者-->观众
class Watcher extends Thread{
   TV tv;
   public Watcher(TV tv){
       this.tv = tv;
  }

   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 20; i++) {
           tv.Watch();
      }
  }
}

//产品-->节目
class TV{
   //演员表演,观众等待 真
   //观众观看,演员等待 假
   String voice; //表演的节目
   boolean flag = true; //默认为真

   //表演v
   public synchronized void Play(String voice){
       if (!flag){ //演员等待
           try {
               this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       System.out.println("演员表演了:"+voice);
       //通知观众观看
       this.notifyAll();  //通知唤醒
       this.voice = voice;
       this.flag = !this.flag;
  }

   //观看
   public synchronized void Watch(){
       if (flag){  //观众等待
           try {
               this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       System.out.println("观众观看了:"+voice);
       //通知演员表演
       this.notifyAll();
       this.flag = !this.flag;
  }
}

线程池

package com.xxgc.Lock;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

//测试线程池
public class TestPool {
   public static void main(String[] args) {
       //1.创建服务,创建线程池
       ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

       //2.执行
       service.execute(new MyThread());
       service.execute(new MyThread());
       service.execute(new MyThread());
       service.execute(new MyThread());

       //3.关闭链接
       service.shutdown();
  }
}
class MyThread implements Runnable{
   @Override
   public void run() {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
  }
}

 

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