JAVA簡單實作多線程的生産者和消費者模型

Java 多線程中的生産者消費者模型是一個很經典的示例。

什麼是生産者消費者模型呢？

所謂的生産者消費者模型，是通過一個容器來解決生産者和消費者的強耦合問題。

舉個例子，我們去工廠拿貨，工廠也在給我們生産，這就必然存在一個中間容器，我們可以把這個容器想象成
是一個倉庫。當我們想要拿貨的時候，我們就去倉庫檢視有沒有生産好的貨物，如果貨架是空的，工廠就要生
産貨物，此時我們作為消費者就需要等待工廠生産商品；當工廠生産的商品太多了爆滿了倉庫，工廠就可以通
知作為消費者的我們去倉庫拿貨，這樣不停循環。在這個循環過程中，我們不是直接接觸工廠的，而是去倉庫
拿貨，工廠也并不是生産好了商品就直接給到我們，而是将生産好的商品放在倉庫中，工廠和我們是不會進行
直接接觸的。所謂的倉庫，我們可以想象成一個queue（隊列），這個隊列就是把我們和工廠給解耦，這就是
生産者消費者模型。
           

生産者消費者模型能解決什麼問題？

顯而易見，生産者消費者模型能将生産者和消費者徹底解耦，并且，我們可以不在乎生産者的生産速度，以及
消費者的消費速度。
           

生産者消費者模型代碼示例：

先定義商品類

package goods;

/**
 * 商品類
 */
public class Goods {

    private String name; // 商品的名稱
    private int price; // 商品的價格

    public Goods(String name,int price){
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String toString(){
        return "name="+name+",price="+price;
    }
}
           

生産者：

package goods;

/**
 * 生産者
 * fazcube
 */
public class Producer implements Runnable{

    private Goods goods;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
            	//控制一下間隔時間
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (Start.queue){
                    goods = new Goods("商品",5);
                    //如果倉庫（queue）的大小大于等于倉庫最大的數量，那麼就讓線程wait
                    if(Start.queue.size() >= Start.MAX_COUNT){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"說：倉庫爆滿啦！快點來拿貨！");
                        Start.queue.wait();
                    }else{
                    	//如果倉庫還有位置，那麼就繼續生産商品。
                        Start.queue.add(goods);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生産了一個商品");
                    }
                    //将等待的線程喚醒
                    Start.queue.notify();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

           

消費者：

package goods;

/**
 * 消費者
 * fazcube
 */
public class Consumer implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
            	//控制一下間隔時長
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (Start.queue){
                	//如果
                    if(!Start.queue.isEmpty()){
                        Start.queue.poll();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消費了一個商品，還剩："+Start.queue.size()+"個");
                    }else{
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"說：倉庫裡面沒有貨啦！快點生産！");
                        Start.queue.wait();
                    }
                    //将等待的線程喚醒
                    Start.queue.notify();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

           

啟動類：

package goods;

import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

public class Start {

    /** 設定最大存貨量 */
    public static int MAX_COUNT = 5;
    /** 消費者的數量 */
    public static int CONSUMER_COUNT = 5;
    /** 生産者的數量 */
    public static int PRODUCER_COUNT = 5;
    /** 建立一個queue來存放商品 */
    public static Queue<Goods> queue = new ArrayBlockingQueue<>(MAX_COUNT);

    public static void main(String[] args) {
        Consumer consumer = new Consumer();
        Producer producer = new Producer();

        for(int i=0;i<PRODUCER_COUNT;i++){
            Thread thread = new Thread(producer,"生産者"+i+"号");
            thread.start();
        }
        for(int m=0;m<CONSUMER_COUNT;m++){
            Thread thread = new Thread(consumer,"消費者"+m+"号");
            thread.start();;
        }
    }
}

           

啟動截圖：

如有錯誤還請指教，謝謝！