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)

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());
    }
}
​