生产者/消费者问题的多种Java实现方式一：
wait() / notify()方法
package com.etc.jichu;
import java.util.LinkedList;
/*
* 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。
*/
//仓库类Storage实现缓冲区
public class Storage {
// 仓库最大存储量
private final int MAX_SIZE=100;
//仓库存储的载体
private LinkedList<Object> list=new LinkedList<Object>();
public LinkedList<Object> getList() {
return list;
}
public void setList(LinkedList<Object> list) {
this.list = list;
}
public int getMAX_SIZE() {
return MAX_SIZE;
}
//生产num个产品
public void produce(int num){
// 同步代码段
synchronized (list)
{
// 如果仓库剩余容量不足
while(list.size()+num>MAX_SIZE)
{
System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:"
+ list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");
try
{
// 由于条件不满足，生产阻塞
list.wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
// 生产条件满足情况下，生产num个产品
for(int i=1;i<=num;++i)
{
list.add(new Object());
}
System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());
list.notifyAll();
}
}
//消费num个产品
public void consume(int num)
{
// 同步代码段
synchronized (list) {
// 如果仓库存储量不足
while(list.size()<num)
{
System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:"
+ list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");
try
{
// 由于条件不满足，消费阻塞
list.wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
// 消费条件满足情况下，消费num个产品
for(int i=1;i<=num;++i)
{
list.remove();
}
System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());
list.notifyAll();
}
}
}
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package com.etc.jichu;
//生产者类Producer继承线程类Thread
public class Producer extends Thread{
private int num;// 每次生产的产品数量
private Storage storage; // 所在放置的仓库
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public Storage getStorage() {
return storage;
}
public void setStorage(Storage storage) {
this.storage = storage;
}
//构造函数，设置仓库
public Producer(Storage storage) {
this.storage = storage;
}
//线程run函数
public void run()
{
produce(num);
}
//调用仓库Storage的生产函数
public void produce(int num)
{
storage.produce(num);
}
}
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package com.etc.jichu;
//消费者类Consumer继承线程类Thread
public class Consumer extends Thread
{
private int num;// 每次消费的产品数量
private Storage storage;// 所在放置的仓库
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public Storage getStorage() {
return storage;
}
public void setStorage(Storage storage) {
this.storage = storage;
}
//构造函数，设置仓库
public Consumer(Storage storage) {
this.storage = storage;
}
//线程run函数
public void run()
{
consume(num);
}
//调用仓库Storage的生产函数
public void consume(int num)
{
storage.consume(num);
}
}
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package com.etc.jichu;
public class Test
{
public static void main(String[] args) {
// 仓库对象
Storage storage=new Storage();
// 生产者对象
Producer p1 = new Producer(storage);
Producer p2 = new Producer(storage);
Producer p3 = new Producer(storage);
Producer p4 = new Producer(storage);
Producer p5 = new Producer(storage);
// 消费者对象
Consumer c1 = new Consumer(storage);
Consumer c2 = new Consumer(storage);
Consumer c3 = new Consumer(storage);
// 设置生产者产品生产数量
p1.setNum(20);
p2.setNum(20);
p3.setNum(20);
p4.setNum(20);
p5.setNum(20);
// 设置消费者产品消费数量
c1.setNum(50);
c2.setNum(20);
c3.setNum(30);
// 线程开始执行
c1.start();
c2.start();
c3.start();
p1.start();
p2.start();
p3.start();
p4.start();
p5.start();
}
}
//在Storage类中定义public void produce(int num);和public void consume(int num);方法，并在生产者类Producer和消费者类Consumer中调用Storage类中的实现，将可能发生的变化集中到一个类中，不影响原有的构架设计，同时无需修改其他业务层代码。
生产者/消费者问题的多种Java实现方式二：
await() / signal()方法
在JDK5.0之后，Java提供了更加健壮的线程处理机制，包括同步、锁定、线程池等，它们可以实现更细粒度的线程控制。await()和signal()就是其中用来做同步的两种方法，它们的功能基本上和wait() / nofity()相同，完全可以取代它们，但是它们和新引入的锁定机制Lock直接挂钩，具有更大的灵活性。通过在Lock对象上调用newCondition()方法，将条件变量和一个锁对象进行绑定，进而控制并发程序访问竞争资源的安全。
//只需要更新仓库类Storage的代码即可，生产者Producer、消费者Consumer、测试类Test的代码均不需要进行任何更改。
package com.etc.jichu;
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
//仓库类Storage实现缓冲区
public class Storage {
// 仓库最大存储量
private final int MAX_SIZE=100;
//仓库存储的载体
private LinkedList<Object> list=new LinkedList<Object>();
//锁
private final Lock lock=new ReentrantLock();//重入锁ReentrantLock
//仓库满的条件变量
private final Condition full=lock.newCondition();
//仓库空的条件变量
private final Condition empty=lock.newCondition();
public LinkedList<Object> getList() {
return list;
}
public void setList(LinkedList<Object> list) {
this.list = list;
}
public int getMAX_SIZE() {
return MAX_SIZE;
}
//生产num个产品
public void produce(int num){
lock.lock();// 获得锁
// 如果仓库剩余容量不足
while(list.size()+num>MAX_SIZE)
{
System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:"
+ list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");
try
{
// 由于条件不满足，生产阻塞
full.wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
// 生产条件满足情况下，生产num个产品
for(int i=1;i<=num;++i)
{
list.add(new Object());
}
System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());
// 唤醒其他所有线程
full.signalAll();
empty.signalAll();
lock.unlock();// 释放锁
}
//消费num个产品
public void consume(int num)
{
//获得锁
lock.lock();
// 如果仓库存储量不足
while(list.size()<num)
{
System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "/t【库存量】:"
+ list.size() + "/t暂时不能执行生产任务!");
try
{
// 由于条件不满足，消费阻塞
empty.wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
// 消费条件满足情况下，消费num个产品
for(int i=1;i<=num;++i)
{
list.remove();
}
System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + list.size());
// 唤醒其他所有线程
full.signalAll();
empty.signalAll();
lock.unlock();// 释放锁
}
}
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生产者/消费者问题的多种Java实现方式三：
BlockingQueue阻塞队列方法
BlockingQueue是JDK5.0的新增内容，它是一个已经在内部实现了同步的队列，实现方式采用的是我们第2种await() / signal()方法。它可以在生成对象时指定容量大小。它用于阻塞操作的是put()和take()方法。
put()方法：类似于我们上面的生产者线程，容量达到最大时，自动阻塞。
take()方法：类似于我们上面的消费者线程，容量为0时，自动阻塞。
//只需要更改仓库类Storage的代码即可
public class Storage
{
// 仓库最大存储量
private final int MAX_SIZE = 100;
// 仓库存储的载体
private LinkedBlockingQueue<Object> list = new LinkedBlockingQueue<Object>(
100);
// 生产num个产品
public void produce(int num)
{
// 如果仓库剩余容量为0
if (list.size() == MAX_SIZE)
{
System.out.println("【库存量】:" + MAX_SIZE + "/t暂时不能执行生产任务!");
}
// 生产条件满足情况下，生产num个产品
for (int i = 1; i <= num; ++i)
{
try
{
// 放入产品，自动阻塞
list.put(new Object());
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size());
}
}
// 消费num个产品
public void consume(int num)
{
// 如果仓库存储量不足
if (list.size() == 0)
{
System.out.println("【库存量】:0/t暂时不能执行生产任务!");
}
// 消费条件满足情况下，消费num个产品
for (int i = 1; i <= num; ++i)
{
try
{
// 消费产品，自动阻塞
list.take();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("【现仓储量为】:" + list.size());
}
// set/get方法
public LinkedBlockingQueue<Object> getList()
{
return list;
}
public void setList(LinkedBlockingQueue<Object> list)
{
this.list = list;
}
public int getMAX_SIZE()
{
return MAX_SIZE;
}
}
有时使用BlockingQueue可能会出现put()和System.out.println()输出不匹配的情况，这是由于它们之间没有同步造成的。当缓冲区已满，生产者在put()操作时，put()内部调用了await()方法，放弃了线程的执行，然后消费者线程执行，调用take()方法，take()内部调用了signal()方法，通知生产者线程可以执行，致使在消费者的println()还没运行的情况下生产者的println()先被执行，所以有了输出不匹配的情况。
对于BlockingQueue大家可以放心使用，这可不是它的问题，只是在它和别的对象之间的同步有问题。
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