生产者消费者模式，代码中碰到的疑问(已解决)

代码如下：

 

namespace ProduceConsume
{
   class Program
   {
       static void Main(string[] args)
       {
           int result = 0;
           Product product = new Product();
 
           Producer producer = new Producer { Product = product, Looper = 10 };
           Consumer consumer = new Consumer { Product = product, Looper = 10 };
 
           Thread threadP = new Thread(new ThreadStart(producer.Process));
           Thread.Sleep(500);
           Thread threadC1 = new Thread(new ThreadStart(consumer.Process));
           Thread.Sleep(500);
           Thread threadC2 = new Thread(new ThreadStart(consumer.Process));
 
           try
           {
               threadP.Start();
               threadC1.Start();
               threadC2.Start();
 
               threadP.Join();
               threadC1.Join();
               threadC2.Join();
 
               Console.ReadLine();
           }
           catch (ThreadStateException ex)
           {
               Console.WriteLine("ThreadStateException: " + ex.Message);
               result = 1;
           }
           catch (ThreadInterruptedException ex)
           {
               Console.WriteLine("ThreadInterruptedException: " + ex.Message);
               result = 1;
           }
 
           Environment.ExitCode = result;
       }
   }
 
   class Product
   {
       bool consumeFlag = false;
       Queue<int> queue = new Queue<int>();
 
       public void Consume()
       {
           Monitor.Enter(this);
           if (!consumeFlag)
           {
               try
               {
                   Monitor.Wait(this);
               }
               catch (Exception ex)
               {
                   Console.WriteLine("Exception: " + ex.Message);
               }
           }
 
           if (queue.Count > 0)
           {
               Console.WriteLine("Consume --> Thread ID: {0}, Product Index: {1}, Product Left: {2}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, queue.Dequeue(), queue.Count);
               consumeFlag = queue.Count > 0;
           }
 
           Monitor.Pulse(this);
           Monitor.Exit(this);
       }
 
       public void Produce()
       {
           Monitor.Enter(this);
           if (consumeFlag)
           {
               try
               {
                   Monitor.Wait(this);
               }
               catch (Exception ex)
               {
                   Console.WriteLine("Exception: " + ex.Message);
               }
           }
           if (queue.Count == 0)
           {
               Random random = new Random();
               int count = random.Next(10);
               for (int i = 1; i <= count; i++)
               {
                   queue.Enqueue(i);
               }
               Console.Write("Produce --> ");
               Console.WriteLine(count == 1 ? "{0} product is enqueued." : "{0} products are enqueued.", count);
           }
           consumeFlag = true;
           Monitor.Pulse(this);
           Monitor.Exit(this);
       }
   }
 
   class Producer
   {
       public Product Product { get; set; }
 
       public int Looper { get; set; }
 
       public void Process()
       {
           for (int i = 0; i < Looper; i++)
           {
               Product.Produce();
           }
       }
   }
 
   class Consumer
   {
       public Product Product { get; set; }
 
       public int Looper { get; set; }
 
       public void Process()
       {
           for (int i = 0; i < Looper; i++)
           {
               Product.Consume();
           }
       }
   }
}

 

程序所做的事情是：

1. 生产者生产random.Next(10)个数放入队列中；

2. 消费者(threadC1, threadC2 两个线程，两个消费者)在队列不为空的情况下，做Dequeue()操作，直到队列为空；

3. 重复执行1步骤10次

开始没注意到代码中标注颜色区块的两个Looper次数，所以对下图中的结果很不理解，以为哪个地方死锁了

 

发现这个失误之后，将消费者的Looper设置为10*max(random.Next(10))=100，得到下图中的结果：

 

可以看出，每次生产的产品都可以被消费完(queue.Count==0)，但是生产的次数没有达到设定的次数(10次)

仔细想过之后，才发现这跟Monitor.Pulse(obj)方法的作用有关。

Monitor背后管理着两个队列，这两个队列的元素都是线程，一个被称作就绪队列(ready)，一个被称作等待队列(waiting), ready队列中存放的是准备获取锁的线程

 

ready队列中保存的是准备获取锁的线程。就是说，如果某个线程（记作线程A）执行了Monitor.Wait()，那么ready队列中队头的线程就会获得锁，开始运行（如果ready队列中没有线程，那么就没有这个效果）；同时线程A自动进入waiting队列中的队尾了。

waiting队列中保存的是正在等待锁定对象状态变化的通知的线程。就是说，如果某个线程执行了Monitor.Pulse()，那么waiting队列中队头的线程就进入ready队列中。

 

在此程序中，当消费者消费完一个产品后，如果队列中还有产品，在调用Monitor.Pulse(this)的时候，对头的线程不一定是消费者线程，如果是生产者的线程，这就会花去一次loop，所以没有执行够10次生产是很正常的。