多线程学习-基础（十二）生产者消费者模型：wait(),sleep(),notify()实现

一、多线程模型一：生产者消费者模型

  （1）模型图：（从网上找的图，清晰明了）

（2）生产者消费者模型原理说明：

　　这个模型核心是围绕着一个“仓库”的概念，生产者消费者都是围绕着：“仓库”来进行操作，一个仓库同时只能被一个生产者线程或一个消费者线程所操作，synchronized锁住的也是这个仓库，仓库是一个容器，所以会有边界值，0和仓库可存放上限，在这个上限内，可以设置多种级别，不同的级别可以执行不同的策略流程。

（3）本案例使用知识点：

　　Thread.currentThread().interrupt();//中断线程

　　this.notify();//唤醒其他线程

　　this.wait();//停止出货

　　Thread.sleep(1000);//放置一个线程占用cpu过久

       这些知识点都是多线程的基础知识点，以后会尝试使用：BlockingQueue,线程池来扩展这些简单的案例，个人觉得，先掌握好简单的使用，然后再在其上扩展，记忆会比较深刻一点。

 二、案例源码

 　　案例说明：

　　　　　本案例有：产品类Product  ，仓库类Warehouse  ， 生产者线程（实现Runnable）Producer   ， 消费者线程（实现Runnable）Consumer      ，以及一个启动类ThreadStart

   　好了，直接贴出代码吧。

产品类Product 

package com.jason.proCusModels;
/**
 * 产品类
 * @function  
 * @author 小风微凉
 * @time  2018-4-26 下午8:00:40
 */
public class Product {
    //产品名称
    private String pName;
    //产品编号
    private String proNo;
    public Product(String pName,String proNo){
        this.pName=pName;
        this.proNo=proNo;
    }
    //设置getter方法
    public String getpName() {
        return pName;
    }
    public String getProNo() {
        return proNo;
    }
    //重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "产品名称："+this.pName+",产品编号："+this.proNo;
    }
}

 仓库类Warehouse

package com.jason.proCusModels;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 仓库类
 * @function  
 * @author 小风微凉
 * @time  2018-4-26 下午7:59:34
 */
public class Warehouse {
    //仓库名称
    private String name;
    //仓库最大容量上限
    private int MAX_COUNT=100;
    //设置仓库货物预警下限：此处可以加设进货策略，不同的缺货程度，设置不同的进货速度（以后再补充）
    private int MIN_COUNT=20;
    //仓库存放商品的容器
    public static  List<Product> proList;
    //静态块
    static{
        proList=new ArrayList<Product>();
    }
    //构造器
    public Warehouse(String name){
        this.name=name;
    }
    /**
     * 仓库进货
     * @param count 进货数量
     */
    public synchronized void Purchase(int count){        
        //判断当前货物+count是否超过上限     如果超过，则停止进货   只允许出货
        int currCount=proList.size();
        if(currCount+count>MAX_COUNT){
            this.notify();//唤醒其他线程
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"准备进货："+count+"个产品，当前仓库货物有："+currCount+"个,【货物超过仓库存放上限："+MAX_COUNT+"】,已经停止进货");
                this.wait();//停止进货
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                Thread.currentThread().interrupt();//中断线程
            }
        }else{//判断：当前货物+count没有超过上限   则可以继续进货
            if(currCount<=MIN_COUNT){
                System.out.println("当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！");
            }
            //开始进货
            for(int i=0;i<count;i++){
                //拿到产品
                Product prod=new Product("IphoneX", "*");//编号随意，暂时不会用到
                //入库
                proList.add(prod);                
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"准备进货："+count+"个产品，当前仓库货物有："+currCount+"个,进货后仓库总有："+proList.size());
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);//放置一个线程占用cpu过久
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    } 
    /**
     * 仓库出货
     * @param count·出货数量
     */
    public  synchronized void Shipments(int count){
        //如果当前仓库货物余货为0  或者出货数量<count  则停止出货   开始进货
        int currCount=proList.size();
        if(currCount==0 || currCount<count){
            this.notify();//唤醒其他线程
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"准备出货："+count+"个产品，当前仓库货物有："+currCount+"个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货");
                this.wait();//停止出货
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                Thread.currentThread().interrupt();//中断线程
            }
        }else{//仓库货物充足，可继续出货
            //出货
            proList=proList.subList(count, proList.size());
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"准备出货："+count+"个产品，当前仓库货物有："+currCount+"个,出货后仓库总有："+proList.size());
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);//放置一个线程占用cpu过久
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 拿到仓库容器
     * @return
     */
    public static List<Product> getProList() {
        return proList;
    }
}

 生产者线程（实现Runnable）Producer

package com.jason.proCusModels;
/**
 * 生产者类（线程）
 * @function  
 * @author 小风微凉
 * @time  2018-4-26 下午7:57:47
 */
public class Producer implements Runnable{
    //生产者名称
    private String name;
    //仓库对象
    private Warehouse whose;//这样写只是为了让关系更加清晰   实际仓库容器：Warehouse.proList    
    //消费产品数量
    private int threadCount;
    //构造器
    public Producer(String name,int threadCount,Warehouse whose){
        this.name=name;
        this.whose=whose;
        this.threadCount=threadCount;
    }
    public void run() {
        Thread.currentThread().setName(this.name);
        //开始进货
        while(true){
            whose.Purchase(threadCount);
        }        
    }
}

消费者线程（实现Runnable）Consumer  

package com.jason.proCusModels;
/**
 * 消费者类（线程）
 * @function  
 * @author 小风微凉
 * @time  2018-4-26 下午7:58:59
 */
public class Consumer  implements Runnable{
    //消费者名称
    private String name;
    //仓库对象
    private Warehouse whose;//这样写只是为了让关系更加清晰   实际仓库容器：Warehouse.proList    
    //消费产品数量
    private int threadCount;
    //构造器
    public Consumer(String name,int threadCount,Warehouse whose){
        this.name=name;
        this.whose=whose;
        this.threadCount=threadCount;
    }
    public void run() {
        Thread.currentThread().setName(this.name);
        //开始出货
        while(true){
            whose.Shipments(threadCount);
        }
    }
}

一个启动类ThreadStart

package com.jason.proCusModels;
/**
 * 多线程学习
 * @function  生产者消费者模型启动类
 * @author 小风微凉
 * @time  2018-4-26 下午8:51:56
 */
public class ThreadStart {
    /**
     * 启动项
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个仓库
        Warehouse whose=new Warehouse("1号仓库");
        //创建10个生产者线程
        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(new Producer(i+"号生产者",(int)(Math.random()*10+1),whose)).start();
        }
        //创建15个消费者线程
        for(int i=1;i<=15;i++){
            new Thread(new Consumer(i+"号消费者",(int)(Math.random()*10+1),whose)).start();
        }
    }
}

运行结果：（仅截取部分结果）

当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！
1号生产者准备进货：6个产品，当前仓库货物有：0个,进货后仓库总有：6
12号消费者准备出货：1个产品，当前仓库货物有：6个,出货后仓库总有：5
15号消费者准备出货：3个产品，当前仓库货物有：5个,出货后仓库总有：2
14号消费者准备出货：3个产品，当前仓库货物有：2个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
11号消费者准备出货：9个产品，当前仓库货物有：2个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
13号消费者准备出货：2个产品，当前仓库货物有：2个,出货后仓库总有：0
10号消费者准备出货：6个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
4号消费者准备出货：1个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
6号消费者准备出货：2个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
9号消费者准备出货：2个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
8号消费者准备出货：9个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
5号消费者准备出货：5个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
7号消费者准备出货：5个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
3号消费者准备出货：4个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
2号消费者准备出货：3个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
1号消费者准备出货：5个产品，当前仓库货物有：0个,【货物短缺，请尽快进货】,已经停止出货
当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！
10号生产者准备进货：1个产品，当前仓库货物有：0个,进货后仓库总有：1
当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！
9号生产者准备进货：3个产品，当前仓库货物有：1个,进货后仓库总有：4
当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！
8号生产者准备进货：5个产品，当前仓库货物有：4个,进货后仓库总有：9
当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！
8号生产者准备进货：5个产品，当前仓库货物有：9个,进货后仓库总有：14
当前仓库剩余货物数量，在最低警戒线一下，请抓紧时间补货！！！！！！！
7号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：14个,进货后仓库总有：23
6号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：23个,进货后仓库总有：32
5号生产者准备进货：1个产品，当前仓库货物有：32个,进货后仓库总有：33
4号生产者准备进货：8个产品，当前仓库货物有：33个,进货后仓库总有：41
3号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：41个,进货后仓库总有：50
2号生产者准备进货：8个产品，当前仓库货物有：50个,进货后仓库总有：58
3号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：58个,进货后仓库总有：67
4号生产者准备进货：8个产品，当前仓库货物有：67个,进货后仓库总有：75
5号生产者准备进货：1个产品，当前仓库货物有：75个,进货后仓库总有：76
6号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：76个,进货后仓库总有：85
6号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：85个,进货后仓库总有：94
6号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：94个,【货物超过仓库存放上限：100】,已经停止进货
7号生产者准备进货：9个产品，当前仓库货物有：94个,【货物超过仓库存放上限：100】,已经停止进货
8号生产者准备进货：5个产品，当前仓库货物有：94个,进货后仓库总有：99
9号生产者准备进货：3个产品，当前仓库货物有：99个,【货物超过仓库存放上限：100】,已经停止进货
10号生产者准备进货：1个产品，当前仓库货物有：99个,进货后仓库总有：100
2号消费者准备出货：3个产品，当前仓库货物有：100个,出货后仓库总有：97
2号消费者准备出货：3个产品，当前仓库货物有：97个,出货后仓库总有：94
3号消费者准备出货：4个产品，当前仓库货物有：94个,出货后仓库总有：90
3号消费者准备出货：4个产品，当前仓库货物有：90个,出货后仓库总有：86
3号消费者准备出货：4个产品，当前仓库货物有：86个,出货后仓库总有：82
3号消费者准备出货：4个产品，当前仓库货物有：82个,出货后仓库总有：78
5号消费者准备出货：5个产品，当前仓库货物有：78个,出货后仓库总有：73

说明：这个用不着分析了，过程和结果很明显，思路还处于初级阶段，以后会慢慢改进优化。如果您有好的建议，欢迎指正，交流促进进步！