概述
生產(chǎn)者安全地將數(shù)據(jù)交給消費者城菊。當兩者在不同的線程運行時备燃，處理速度會引起問題。生產(chǎn)者和消費者一般都有多個凌唬，也可以只有一個生產(chǎn)者和一個消費者赚爵，稱為Pipe模式。
示例程序
3位蛋糕師傅制作蛋糕法瑟，房子桌子上冀膝，然后3位客人來吃這些蛋糕。
- 糕點師（MakerThread）制作蛋糕（String）霎挟，并將其放在桌子上
- 桌子上最多可放置3個蛋糕
- 如果桌子上已經(jīng)放滿3個蛋糕時糕點師還要放置蛋糕窝剖，必須等到桌子上空出位置
- 客人（EaterThread）取桌子上的蛋糕吃
- 客人按蛋糕被放置到桌子上的順序來取蛋糕
- 當桌子上1個蛋糕都沒有時， 客人若要取蛋糕酥夭，必須等到桌子上放置了蛋糕
Main類
Main類會創(chuàng)建一個桌子的實例赐纱，并啟動表示蛋糕師和客人的線程授翻。MakerThread和EaterThread的構(gòu)造函數(shù)傳入的數(shù)字只是用來作為隨機數(shù)的種子丁溅，數(shù)值本身并沒有什么特別的意義悍引。
public class Main {
public static void main(String[] args){
Table table = new Table(3); //創(chuàng)建能放三個蛋糕的桌子
new MakerThread("MakerThread-1", table, 12121).start();
new MakerThread("MakerThread-2", table, 24242).start();
new MakerThread("MakerThread-3", table, 36363).start();
new EaterThread("EaterThread-1", table, 47474).start();
new EaterThread("EaterThread-2", table, 58585).start();
new EaterThread("EaterThread-3", table, 69696).start();
}
}
MakerThread類
import java.util.Random;
public class MakerThread extends Thread {
private final Random random;
private final Table table;
private static int id = 0; //蛋糕的流水號（所有蛋糕師公用）
public MakerThread(String name, Table table, long seed){
super(name);
this.table = table;
this.random = new Random(seed);
}
public void run() {
try {
while (true){
Thread.sleep(random.nextInt(1000));
String cake = "[ Cake No." + nextId() + " by " + getName() + " ]";
table.put(cake);
}
} catch (InterruptedException e){
}
}
private static synchronized int nextId(){
return id++;
}
}
EaterThread 類
import java.util.Random;
public class EaterThread extends Thread {
private final Random random;
private final Table table;
public EaterThread(String name, Table table, long seed){
super(name);
this.table = table;
this.random = new Random(seed);
}
public void run(){
try{
while(true){
String cake = table.take();
Thread.sleep(random.nextInt(1000));
}
} catch (InterruptedException e){}
}
}
Table 類
public class Table {
private final String[] buffer;
private int tail;
private int head;
private int count;
public Table(int count){
this.buffer = new String[count];
this.head = 0;
this.tail = 0;
this.count = 0;
}
//放置蛋糕
public synchronized void put(String cake) throws InterruptedException {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" puts " + cake);
while(count >= buffer.length){
wait();
}
buffer[tail] = cake;
tail = (tail + 1) % buffer.length;
count++;
notifyAll();
}
//拿取蛋糕
public synchronized String take() throws InterruptedException {
while (count <= 0) {
wait();
}
String cake = buffer[head];
head = ( head + 1) % buffer.length;
count--;
notifyAll();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " takes " + cake;
return cake
}
}
put方法解讀
- throws InterruptedException
put方法被聲明為可能拋出異常InterruptedException異常的方法信殊。當看到throwsInterruptedException時， 我們可以理解為“該方法可以取消”邪媳。 - Guarded Suspension模式
put方法升酣，使用while條件表達的守護條件幻工，即“當前桌子上放置的蛋糕數(shù)小于能夠放置的最大數(shù)”巫延，也就是“還有可以放置的位置”效五，作為put方法的守護條件。 - tail 和 count 的更新
tail表示下次放置蛋糕的位置炉峰， buffer[tail] = cake; 放置后畏妖，tail要加1就可以了 tail = (tail + 1) % buffer.length;
桌子上的蛋糕增多了，所以count的值也需要加1疼阔。 - notifyAll
上面已經(jīng)把蛋糕放到桌子上戒劫，由于桌子的狀態(tài)發(fā)生了變化，所以要執(zhí)行notifyAll婆廊，喚醒所有正在wait的線程迅细。
take方法解讀
- throws InterruptedException
說明此方法時可以取消的方法 - Guarded Suspension 模式
守護條件是“當前桌子上至少有一個蛋糕”。 - head 和 count的更新
head 表示下次取蛋糕的位置否彩，蛋糕取走之后疯攒，head也要前進。head = (head + 1) % buffer.length;
桌子上的蛋糕取走了一個列荔， 所以count的值也需要減一敬尺。 - notifyAll
通過上面的處理，蛋糕被取走了贴浙，桌面就發(fā)生了變化砂吞，所以要執(zhí)行notifyAll，喚醒所有正在wait的線程崎溃。
Producer-Consumer 模式的角色
- Data 由Producer角色生成蜻直，供Consumer角色使用。在示例程序中袁串，由String類（蛋糕）扮演概而。
- Producer 此角色生成Data角色，并將其傳遞給Channel角色囱修。在示例中赎瑰，由MakerThread扮演。
- Consumer 消費者角色從Channel角色獲取Data角色破镰。在示例程序中餐曼，由EaterThread扮演此角色
- Channel 通道角色用于承擔傳遞Data角色的中轉(zhuǎn)站、通道的任務(wù)鲜漩。在示例程序中由Table扮演源譬。
