你一定不知道如何用Java高效解決生產者和消費者的經典問題

圖片發(fā)自簡書App

很久之前面試遇到過這個問題版仔,當時懵逼了游盲,結果啪啪啪就跪了误墓。不過最近有在看java方面的知識,所以益缎,從新來回顧這個讓我傷心的經典問題谜慌。

問題是這樣的:

要求設計這兩個進程使其滿足如下要求.
1.生產順序按照隊列的方式,先進先出.
2.生產和消費可以同時進行
3.當生產容量滿了后,不能繼續(xù)生產,消費完了后不能繼續(xù)消費
4.當生產容量滿了或者消費完了,要節(jié)約CPU開銷(不能使用sleep( ) )
5.盡量少定義變量,高效率實現.

看到題目莺奔,我又懵逼了欣范。不過,先冷靜下來令哟,仔細的研讀一下題目恼琼,你會發(fā)現出題者想考的是線程并發(fā)和線程池的問題。我覺得第一時刻把握住出題者的意圖是非常重要的(滾! 你是在傳授考試技巧么).

要求1 是限制我們去采用一個Queue屏富,特點是先進先出晴竞。
要求2,3 是需要考慮線程的同步問題。
要求4,5 需要考慮性能的問題役听。

ok颓鲜,到目前為止,我想到的是通過鎖機制來實現消費者和生產者典予,即在生產者中判斷當前的產量是否達到最大甜滨,如果達到最大產能,那么生產者需要休息一下了瘤袖,因為此刻倉庫已經滿了衣摩。同時需要通知到消費者來進行消費。那么對于消費者捂敌,也存在類似的問題艾扮,就是消費者在發(fā)現倉庫有商品空位的時候需要去通知生產者來生產商品,通過這樣協作方式占婉,使生產者和消費者產生一種高效的配合機制泡嘴。這才是老板所希望看到的。

直到今天逆济,我發(fā)現其實是可以采用LinkedBlockingQueue來實現解決上面的問題酌予。關于LinkedBlockingQueue的說明請移步至:http://www.reibang.com/p/cc2281b1a6bc

下面是我的一種實現方式,僅供參考奖慌,有問題歡迎拍磚抛虫。

上來我就創(chuàng)建一個消費者,讓他負責消費那些生產出來的商品简僧。

package com.iknow;
public class Consumer extends Thread {
    private Storage storage;
    public Consumer(Storage storage) {
        this.storage = storage;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                Storage.Goods goods = storage.goods.take();
                System.out.printf(String.valueOf(storage.goods.size())+"\\n");
                Thread.sleep(300);
                System.out.println("消費" + " " + goods.getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上來我又就創(chuàng)建一個生產者建椰,其實也是一個線程類。

package com.iknow;
public class Producer extends Thread {

    private Storage storage;
    private int i = 0;
    public Producer(Storage storage) {
        this.storage = storage;
    }

    @Override
    public void run() {

        while (true) {
            try {
                storage.goods.put(new Storage.Goods("蘋果"+ i));
                Thread.sleep(100);
                i++;
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

有了生產者和消費者線程還不夠岛马,我這里還給了一個倉庫棉姐,倉庫中包含一個商品類屠列。

package com.iknow;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class Storage {

    public static int MAX_COUNT = 5;    //容量為5

    public BlockingQueue<Goods> goods = new LinkedBlockingQueue<Goods>(MAX_COUNT);
    public Storage() {
    }
    public static class Goods {
        int id;
        String name;

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

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
}

接下來布置一個場景:

package com.iknow;
import java.util.concurrent.*;

public class TestThread {
    public static Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        Storage storage = new Storage();
        Consumer consumer1 = new Consumer(storage);
        Consumer consumer2 = new Consumer(storage);
        Producer producer = new Producer(storage);

        service.submit(consumer1);
        service.submit(consumer2);
        service.submit(producer);

    }
}

THE END
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