面对多线程学习生产者与消费者是最基本的实例

对于java后端开发的人员必须要掌握，还有考研考试计算机操作系统的同鞋。

下面是三个实例对于生产者与消费者的的例子，层层递进，逐步解决问题。

问题：生产者——设置信息名字name，和内容content

消费者——负责取出设置的信息。

一、基本实现

由于线程的不确定性可能出现以下问题：

(1)消费者取出的信息不匹配，即不是由同一个生产者设置的信息

(2)生产者生产了多个信息，消费者才开始取出信息，或消费者取出的重复的信息。

上面的问题下面会逐一解决，下面先看出现问题的程序：

packageli.xin.hua.ch9;/*线程生产者与向消费者最基本实现,问题有：

* 1、数据不匹配

* 2、数据重复取出已经取过的数据*/

classInfo{privateString name;privateString content;publicString getName() {returnname;

}public voidsetName(String name) {this.name =name;

}publicString getContent() {returncontent;

}public voidsetContent(String content) {this.content =content;

}

};class Producer implementsRunnable{private Info info=null;publicProducer(Info info){this.info=info;

}public voidrun(){boolean flag=false;for(int i=0;i<10;++i)

{if(flag){this.info.setName("胡歌");try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}this.info.setContent("林殊");

flag=false;

}else{this.info.setName("刘涛");try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}this.info.setContent("郡主");

flag=true;

}

}

}

};class Consumer implementsRunnable{private Info info=null;publicConsumer(Info info){this.info=info;

}public voidrun(){for(int i=0;i<10;i++)

{try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(this.info.getName()+"---饰演--->"+this.info.getContent());

}

}

};public classProducer_Comsumer01 {public static voidmain(String[] args) {

Info info=newInfo();

Producer pro=newProducer(info);

Consumer con=newConsumer(info);newThread(pro).start();newThread(con).start();

}

}

运行结果如下图：

发现胡歌不仅饰演林殊，还饰演郡主，哈哈哈哈哈哈！

问题是线程生产的信息取出时是不匹配的，解决方法使用同步机制——synchronized

二、加入同步机制

将设置名称与内容定义在一个同步方法中，代码如下：

packageli.xin.hua.ch9;/*线程生产者与向消费者最基本实现

* 1、数据不匹配通过同步机制已经解决

* 2、重复取数据问题还是有*/

classInfo02{privateString name;privateString content;public synchronized voidget() {try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(this.name+"---饰演--->"+this.content);

}public synchronized voidset(String name,String content) {this.name=name;try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}this.content =content;

}

};class Producer02 implementsRunnable{private Info02 info=null;publicProducer02(Info02 info){this.info=info;

}public voidrun(){boolean flag=false;for(int i=0;i<10;++i)

{if(flag){this.info.set("胡歌","林殊");

flag=false;

}else{this.info.set("刘涛","郡主");

flag=true;

}

}

}

};class Consumer02 implementsRunnable{private Info02 info=null;publicConsumer02(Info02 info){this.info=info;

}public voidrun(){for(int i=0;i<10;i++)

{try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}this.info.get();

}

}

};public classProducer_Comsumer02 {public static voidmain(String[] args) {

Info02 info=newInfo02();

Producer02 pro=newProducer02(info);

Consumer02 con=newConsumer02(info);newThread(pro).start();newThread(con).start();

}

}

运行结果如下图：

胡歌与刘涛饰演的角色没有匹配错误，但信息反复取出，需要Object类中的方法来解决。

三、加入等待唤醒机制

Object类中wait()、notify()方法，扩充点知识：wai()方法会释放线程的对象的锁，而sleep()方法不会。

设置一个标志位flag，

当flag为true时：

可以进行生产，但不能取出数据，若此时消费者线程恰巧抢到CPU资源，想要执行消费者程序，

必须将消费者线程等待wait()。生产者生产完成后要修改标示位(表示可以消费者可以取出信息了)，和唤醒notify()被等待的线程。

当flag为false时：

消费者可以取出信息，但生产者不能生产信息，若此时生产者线程恰巧抢到CPU资源，想要执行生产者程序，

必须将生产者线程等待wait()。消费者完成取出信息后要修改标示位(表示可以生产者可以生产信息了)，和唤醒notify()被等待的线程。

packageli.xin.hua.ch9;/*线程生产者与向消费者最基本实现

* 1、数据不匹配通过同步机制已经解决

* 2、重复取数据问题通过等待唤醒机制已经解决

* 当flag为true时允许生产者生产，若此时消费者进入则要等待

* 当flag为false时允许消费者取出信息，若此时生产者进入则要等待*/

classInfo03{privateString name;privateString content;private boolean flag=true; /*设置标示位：true是生产的时间，false是消费的时间。

第一次先生产*/

public synchronized voidset(String name,String content) {if(!flag) /*现在不是生产的时间，线程要等待，唤醒后才能生产。*/{try{super.wait();

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}this.name=name;try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}this.content =content;

flag=false;super.notify();

}public synchronized voidget() {if(flag) /*消费者*/{try{super.wait();

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(this.name+"---饰演--->"+this.content);

flag=true;super.notify();

}

};class Producer03 implementsRunnable{private Info03 info=null;publicProducer03(Info03 info){this.info=info;

}public voidrun(){boolean flag=false;for(int i=0;i<10;++i)

{if(flag){this.info.set("胡歌","林殊");

flag=false;

}else{this.info.set("刘涛","郡主");

flag=true;

}

}

}

};class Consumer03 implementsRunnable{private Info03 info=null;publicConsumer03(Info03 info){this.info=info;

}public voidrun(){for(int i=0;i<10;i++)

{try{

Thread.sleep(50);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}this.info.get();

}

}

};public classProducer_Comsumer03 {public static voidmain(String[] args) {

Info03 info=newInfo03();

Producer03 pro=newProducer03(info);

Consumer03 con=newConsumer03(info);newThread(pro).start();newThread(con).start();

}

}

运行结果如下图：

胡歌与刘涛交替出现，并且角色匹配正确。