java线程之多个生产者消费者2.0

上一节中，通过while和notifyAll解决了多个生产者，消费者对共享资源的访问问题，现在开始升级

但是，仍然有改进之处，主要体现在两点：

  1）使用新版本1.5开始后的锁Lock解决，目的将其全部替换实现相同功能

  2)由于notifyAll唤醒的是己方和对方线程，我们优化的是只唤醒对方进程

方案1，使用while和notifyAll，synchronized解决多线程访问

代码：

/*
ProducterConsumerDemo解决了只有两个线程共享资源的生产消费问题，主要利用标志位的互斥解决

本程序致力于解决多出现多个生产者，多个消费者的时候，依然能够达到生产一次，消费一次的功能
：
解决的方法就是：1)在被唤醒之后仍然进行条件判断，去检查要改的数字是否满足条件，如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。
当然，此时仍会出现问题，就是所以线程都等待，失去资格
                2)需要将notify()改成notifyAll()
*/

class  ProducterConsumerDemo2
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Resources  r =new Resources();
        Productor  pro =new Productor(r);
        Consumer   con = new Consumer(r);
        
        Thread t1 =new Thread(pro);
        Thread t2 =new Thread(pro);//多个生产者
        Thread t3 =new Thread(con);
        Thread t4 =new Thread(con);//多个消费者
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

class Resources
{
    private String name;
    private int count =1;
    private boolean flag =false;

    public synchronized void set(String name)
    {  //1)循环判断
       while(flag)
           try{this.wait();}catch(Exception e){}
       this.name = name+"--"+count++;

       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
       flag =true;
       //2)唤醒所有进程
       this.notifyAll();

    }
    public synchronized void out()
    {
       //1)循环判断
       while(!flag)
           try{this.wait();}catch(Exception e){}
       
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ....消费者...."+this.name);
       flag =false;
       //2)唤醒所有进程
       this.notifyAll();

    }
}

class Productor implements Runnable
{
    private Resources res;
    Productor(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
            res.set("++商品++");
        }
    }

}

class Consumer  implements Runnable
{
    private Resources res;
    Consumer(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
            res.out();
        }
    }

}

方案2，解决改进1)的问题

升级版：
使用Lock来替换synchronized，wait,notify,nonifyAll语法和语句的使用
不需要同步，不需要notify

记得需要导包：

java.util.concurrent.locks

 主要改动：  

  自定义锁   ---》 Condition对象 --》signallAll

  condition.await()   === try{this.wait();}catch(Exception e){}

  synchronized删除，异常抛出，使用finally解锁

/*

本程序致力于解决多出现多个生产者，多个消费者的时候，依然能够达到生产一次，消费一次的功能
：
解决的方法就是：1)在被唤醒之后仍然进行条件判断，去检查要改的数字是否满足条件，如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。
当然，此时仍会出现问题，就是所以线程都等待，失去资格
                2)需要将notify()改成notifyAll()

升级版：
使用Lock来替换synchronized，wait,notify,nonifyAll语法和语句的使用
不需要同步，不需要notify
*/
import java.util.concurrent.locks.*;
class  ProducterConsumerDemo3
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Resources  r =new Resources();
        Productor  pro =new Productor(r);
        Consumer   con = new Consumer(r);
        
        Thread t1 =new Thread(pro);
        Thread t2 =new Thread(pro);//多个生产者
        Thread t3 =new Thread(con);
        Thread t4 =new Thread(con);//多个消费者
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

class Resources
{
    private String name;
    private int count =1;
    private boolean flag =false;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    private Condition condition = lock.newCondition();

    public  void set(String name) throws InterruptedException
    {  
        lock.lock();
        try
        {
            //1)循环判断
           while(flag)
               //如果为真，放弃资格
               condition.await(); //会抛出异常
           this.name = name+"--"+count++;

           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
           flag =true;
           //2)使用condition唤醒所有进程
           condition.signalAll(); //如果使用condition.signal()会出现相互等待状况，都失去资格
        }
        finally 
        {
            lock.unlock();
        }
        
       
    }
    public  void out() throws InterruptedException
    {
        lock.lock();
        try
        {
           //1)循环判断
           while(!flag)
               condition.await();
           
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ....消费者...."+this.name);
           flag =false;
           //2)使用condition唤醒所有进程
           condition.signalAll();
        }
        finally    //防止当前线程拿到锁后抛异常一直不释放锁
        {
            lock.unlock();
        }
      

    }
}

class Productor implements Runnable
{
    private Resources res;
    Productor(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
            try
            {
                res.set("++商品++"); //需要抛出异常
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
            }
            
        }
    }

}

class Consumer  implements Runnable
{
    private Resources res;
    Consumer(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
             try
            {
                res.out(); //需要抛出异常
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
            }
            
        }
    }

}

此时实现功能和方案1功能一样

方案3，在方案2的基础上解决改进2)的问题

加强升级版：

此版本为最终版，主要在使用锁lock的基础上，加上唤醒对方（不包括己方)进程的优化

/*

本程序致力于解决多出现多个生产者，多个消费者的时候，依然能够达到生产一次，消费一次的功能
：
解决的方法就是：1)在被唤醒之后仍然进行条件判断，去检查要改的数字是否满足条件，如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。
当然，此时仍会出现问题，就是所以线程都等待，失去资格
                2)需要将notify()改成notifyAll()

升级版：
使用Lock来替换synchronized，wait,notify,nonifyAll语法和语句的使用
不需要同步，不需要notify
------------
加强升级版：
此版本为最终版，主要在使用锁lock的基础上，加上唤醒对方（不包括己方)进程的优化
通过一个锁建立多个condition对象来解决

流程：
生产者拿到锁，执行，判断没有真，继续执行，生产完毕后唤醒消费者来消费    生产者唤醒消费者
消费者拿到锁，执行，判断没有假，继续执行，消费完毕后唤醒生产者继续生产   消费者唤醒生产者

*/
import java.util.concurrent.locks.*;
class  ProducterConsumerDemo4
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Resources  r =new Resources();
        Productor  pro =new Productor(r);
        Consumer   con = new Consumer(r);
        
        Thread t1 =new Thread(pro);
        Thread t2 =new Thread(pro);//多个生产者
        Thread t3 =new Thread(con);
        Thread t4 =new Thread(con);//多个消费者
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

class Resources
{
    private String name;
    private int count = 1;
    private boolean flag =false;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    private Condition condition_pro = lock.newCondition(); //使用lock建立生产者的condition对象
    private Condition condition_con = lock.newCondition(); //使用lock建立消费者的condition对象

    public  void set(String name) throws InterruptedException
    {  
        lock.lock();
        try
        {
            //1)循环判断
           while(flag)
               //如果为真，放弃生产者的资格
               condition_pro.await(); //会抛出异常
           this.name = name+"--"+count++;

           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
           flag =true;
           //2)使用消费condition唤醒进程
           condition_con.signal(); //生产者生产完毕后，唤醒消费者的进程（不再是signalAll)
        }
        finally 
        {
            lock.unlock();
        }
        
       
    }
    public  void out() throws InterruptedException
    {
        lock.lock();
        try
        {
           //1)循环判断
           while(!flag)
               //如果为假，放弃消费者的资格
               condition_con.await();
           
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ....消费者...."+this.name);
           flag =false;
           //2)使用生产者condition唤醒进程
           condition_pro.signal(); //消费者消费完毕后，唤醒生产者的进程
        }
        finally    //防止当前线程拿到锁后抛异常一直不释放锁
        {
            lock.unlock();
        }
      

    }
}

class Productor implements Runnable
{
    private Resources res;
    Productor(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
            try
            {
                res.set("++商品++"); //需要抛出异常
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
            }
            
        }
    }

}

class Consumer  implements Runnable
{
    private Resources res;
    Consumer(Resources res){
        this.res =res;
    }
    public void run(){
        while(true){
             try
            {
                res.out(); //需要抛出异常
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
            }
            
        }
    }

}

图示：