zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 使用阻塞队列解决生产者-消费者问题

    如果你想避免使用错综复杂的waitnotify的语句,BlockingQueue非常有用。BlockingQueue可用于解决生产者-消费者问题,如下代码示例。对于每个开发人员来说,生产者消费者问题已经非常熟悉了,这里我将不做详细描述。

    为什么BlockingQueue适合解决生产者消费者问题

    任何有效的生产者-消费者问题解决方案都是通过控制生产者put()方法(生产资源)和消费者take()方法(消费资源)的调用来实现的,一旦你实现了对方法的阻塞控制,那么你将解决该问题。

    Java通过BlockingQueue提供了开箱即用的支持来控制这些方法的调用(一个线程创建资源,另一个消费资源)。java.util.concurrent包下的BlockingQueue接口是一个线程安全的可用于存取对象的队列。

    BlockingQueue是一种数据结构,支持一个线程往里存资源,另一个线程从里取资源。这正是解决生产者消费者问题所需要的,那么让我们开始解决该问题吧。

    使用BlockingQueue解决生产者消费者问题

    生产者

    以下代码用于生产者线程

    package cn.edu.hdu.chenpi.cpdemo.howtodoinjava;
    
    import java.util.concurrent.BlockingQueue;
    
    class Producer implements Runnable {
        protected BlockingQueue<Object> queue;
    
        Producer(BlockingQueue<Object> theQueue) {
            this.queue = theQueue;
        }
    
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Object justProduced = getResource();
                    queue.put(justProduced);
                    System.out.println("Produced resource - Queue size now = "
                            + queue.size());
                }
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("Producer INTERRUPTED");
            }
        }
    
        Object getResource() {
            try {
                Thread.sleep(100); // simulate time passing during read
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("Producer Read INTERRUPTED");
            }
            return new Object();
        }
    }

    这里,生产者线程创建一个资源(Object对象)并将它存入队列中,如果队列已经满了(最大为20),它将会等待直到消费者线程从队列中取走资源,所以队列的长度永远不会超过最大值,比如20。

    消费者

    以下代码用于消费者线程

    package cn.edu.hdu.chenpi.cpdemo.howtodoinjava;
    
    import java.util.concurrent.BlockingQueue;
    
    class Consumer implements Runnable {
        protected BlockingQueue<Object> queue;
    
        Consumer(BlockingQueue<Object> theQueue) {
            this.queue = theQueue;
        }
    
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Object obj = queue.take();
                    System.out.println("Consumed resource - Queue size now = "
                            + queue.size());
                    take(obj);
                }
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("CONSUMER INTERRUPTED");
            }
        }
    
        void take(Object obj) {
            try {
                Thread.sleep(100); // simulate time passing
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("Consumer Read INTERRUPTED");
            }
            System.out.println("Consuming object " + obj);
        }
    }

    队列中有资源的话,消费者线程将从队列中取走资源,否则会等待直到生产者创建资源。

    测试该解决方案是否运行正常

    现在,让我们测试下以上生产者消费者线程是否能正常工作:

    package cn.edu.hdu.chenpi.cpdemo.howtodoinjava;
    
    import java.util.concurrent.BlockingQueue;
    import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
    
    public class ProducerConsumerExample {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            int numProducers = 4;
            int numConsumers = 3;
    
            BlockingQueue<Object> myQueue = new LinkedBlockingQueue<>(20);
    
            for (int i = 0; i < numProducers; i++) {
                new Thread(new Producer(myQueue)).start();
            }
    
            for (int i = 0; i < numConsumers; i++) {
                new Thread(new Consumer(myQueue)).start();
            }
    
            // Let the simulation run for, say, 10 seconds
            Thread.sleep(10 * 1000);
    
            // End of simulation - shut down gracefully
            System.exit(0);
        }
    }

    当我们运行以上代码,会发现类似如下输出结果:

    Consumed resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 1
    Consumed resource - Queue size now = 1
    Consumed resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 1
    Consuming object java.lang.Object@14c7f728
    Consumed resource - Queue size now = 0
    Consuming object java.lang.Object@2b71e323
    Consumed resource - Queue size now = 0
    Produced resource - Queue size now = 0
    Produced resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 2
    Consuming object java.lang.Object@206dc00b
    Consumed resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 2
    Produced resource - Queue size now = 3
    Consuming object java.lang.Object@1a000bc0
    Consumed resource - Queue size now = 2
    Consuming object java.lang.Object@25b6183d
    Consumed resource - Queue size now = 1
    Produced resource - Queue size now = 2
    Produced resource - Queue size now = 3
    ...
    ...
    Produced resource - Queue size now = 20
    Consuming object java.lang.Object@2b3cd3a6
    Consumed resource - Queue size now = 19
    Produced resource - Queue size now = 20
    Consuming object java.lang.Object@3876982d
    Consumed resource - Queue size now = 19
    Produced resource - Queue size now = 20

    从输出结果中,我们可以发现队列大小永远不会超过20,消费者线程消费了生产者生产的资源。

    译文链接:http://howtodoinjava.com/algorithm/producer-consumer-problem-using-blockingqueue/

  • 相关阅读:
    使用性能监视器找出SQLServer硬件瓶颈
    重启sql server 服务
    优化SQL Server数据库查询方法
    tempdb对SQL Server数据库性能有何影响
    利用动态管理视图提高SQL Server索引效率
    SQL Server 2008 R2数据库镜像部署
    优化数据库的注意事项
    查看 SQL Server 2000 中数据表所占用的磁盘空间
    SQL Server 2005 排查I/O瓶颈
    SQL语句优化的原则
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/chenpi/p/5553325.html
Copyright © 2011-2022 走看看