java 生产者消费者问题.docx

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java生产者消费者问题

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引言

生产者和消费者问题是线程模型中的经典问题：

生产者和消费者在同一时间段内共用同一个存储空间，如下图所示，生产者向空间里存放数据，而消费者取用数据，如果不加以协调可能会出现以下情况：

生产者消费者图

存储空间已满，而生产者占用着它，消费者等着生产者让出空间从而去除产品，生产者等着消费者消费产品，从而向空间中添加产品。

互相等待，从而发生死锁。

生产者消费者问题是研究多线程程序时绕不开的经典问题之一，它描述是有一块缓冲区作为仓库，生产者可以将产品放入仓库，消费者则可以从仓库中取走产品。

解决生产者/消费者问题的方法可分为两类：

（1）采用某种机制保护生产者和消费者之间的同步；

（2）在生产者和消费者之间建立一个管道。

第一种方式有较高的效率，并且易于实现，代码的可控制性较好，属于常用的模式。

第二种管道缓冲区不易控制，被传输数据对象不易于封装等，实用性不强。

因此本文只介绍同步机制实现的生产者/消费者问题。

同步问题核心在于：

如何保证同一资源被多个线程并发访问时的完整性。

常用的同步方法是采用信号或加锁机制，保证资源在任意时刻至多被一个线程访问。

Java语言在多线程编程上实现了完全对象化，提供了对同步机制的良好支持。

在Java中一共有四种方法支持同步，其中前三个是同步方法，一个是管道方法。

（1）wait（）/notify（）方法

（2）await（）/signal（）方法

（3）BlockingQueue阻塞队列方法

（4）PipedInputStream/PipedOutputStream

本文只介绍最常用的前两种种，第三、四种暂不做讨论，有兴趣的读者可以自己去网上找答案。

一、wait（）/notify（）方法

wait（）/nofity（）方法是基类Object的两个方法，也就意味着所有Java类都会拥有这两个方法，这样，我们就可以为任何对象实现同步机制。

wait（）方法：

当缓冲区已满/空时，生产者/消费者线程停止自己的执行，放弃锁，使自己处于等等状态，让其他线程执行。

notify（）方法：

当生产者/消费者向缓冲区放入/取出一个产品时，向其他等待的线程发出可执行的通知，同时放弃锁，使自己处于等待状态。

代码实现：

1、仓库类

1.import java.util.LinkedList;   

2. 

3./**  

4. * 仓库类Storage实现缓冲区  

5. *   

6. * @author zcr  

7. */   

8.public class Storage   

9.{   

10.    // 仓库最大存储量   

11.    private final int MAX_SIZE = 100;   

12.   

13.    // 仓库存储的载体   

14.    private LinkedList