生產者消費者模型實現細節

生產者生產產品到公共倉庫，消費者消費公共倉庫中產品。

情況一：當公共倉庫產品達到倉庫容量上限，生產者停止生產；

情況二：當公共倉庫沒有產品，或達到設定的倉庫容量下限，消費者停止消費；

情況三：當公共倉庫產品達到容量上限時，消費者消費一次，就可以讓生產者繼續生產；

情況四：當公共倉庫沒有產品時，生產者生產一次，就可以讓消費者繼續消費；

功能實現說明

公共倉庫 ，包含“倉庫容量上限”、“倉庫容量下限”、“當前容量”基礎屬性，及“入庫”、“出庫”基礎方法；

生產者 ，包含“所屬倉庫”、“每次生產數量”基礎屬性，及“生產存入倉庫”基礎方法；

消費者 ，包含“所屬倉庫”、“每次消費數量”基礎屬性，及“倉庫取出消費”基礎方法；

程式碼實現

公共倉庫 ，抽取“入庫”、“出庫”基礎方法作為介面，後續可通過實現該介面，重寫方法來實現；

（1）公共倉庫介面

/** * @date 2018年12月11日 * @method putIn(int num) //往倉庫中存入指定數量的產品 * @method outOf(int num) //從倉庫中取出制定數量的產品 */ interface AbstractStorage { void putIn(int num); void outOf(int num); } 

（2）倉庫實現類

倉庫類只需判斷庫存量是否達到存入/取出閾值，從而限制生產者/消費者的存入/取出，不需要使用迴圈來判斷；

/** * @date 2018年12月11日 * @param MAX_PRODUCT //倉庫容量上限 * @param MIN_PRODUCT //倉庫容量下限 * @param stock //倉庫當前容量，屬於共享資源 * @method putIn(int) //當（庫存+即將存入）大於容量上限，停止存入 * @method outOf(int) //當（庫存-即將取出）小於容量上限，停止取出 */ class Storage implements AbstractStorage { public final int MAX_PRODUCT = 10; public final int MIN_PRODUCT = 0; private int stock; @Override public synchronized void putIn(int num) { if ((stock + num) >= MAX_PRODUCT) { System.out.println("庫存已滿！"); try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } else { stock += num; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "存入，庫存：" + stock); notifyAll(); } } @Override public synchronized void outOf(int num) { if ((stock - num) <= MIN_PRODUCT) { System.out.println("庫存已空！"); try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } else { stock -= num; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取出，庫存：" + stock); notifyAll(); } } public int getStock() { return stock; } public void setStock(int stock) { this.stock = stock; } } 
 

生產者

使用實現Runnable介面方式建立生產者執行緒，將生產者生產操作放到重寫的run()方法中，實現生產者執行緒生產；

/** * @Data 2018年12月11日 * @param storage //公共倉庫 * @param num //生產數量 * @constructor Produce(AbstractStorage) //構造器 * @method prod(int) //生產者生產方法 * @method run() //生產者執行緒執行方法 * @method setNum(int) //設定生產者每次生產數量 */ class Producer implements Runnable { private AbstractStorage storage; private int num; public Producer(AbstractStorage storage) { this.storage = storage; } @Override public void run() { prod(num); } private void prod(int num) { while (true) { try { Thread.sleep(100); //需要新增延時，不然生產者執行緒獲得執行權時，一瞬間即可生產到倉庫上限值 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } storage.putIn(num); } } public void setNum(int num) { this.num = num; } } 

消費者

使用實現Runnable介面方式建立消費者執行緒，將消費者消費操作放到重寫的run()方法中，實現消費者執行緒消費；

/** * @Data 2018年12月11日 * @param storage //公共倉庫 * @param num //生產數量 * @constructor Consume(AbstractStorage) //構造器 * @method cons(int) //消費者生產方法 * @method run() //消費者執行緒執行方法 * @method setNum(int) //設定消費者每次生產數量 */ class Consumer implements Runnable { private AbstractStorage storage; private int num; public Consumer(AbstractStorage storage) { this.storage = storage; } @Override public void run() { cons(num); } private void cons(int num) { while (true) { try { Thread.sleep(100); //需要新增延時，不然消費者執行緒獲得執行權時，一瞬間即可消費到倉庫下限值 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } storage.outOf(num); } } public void setNum(int num) { this.num = num; } 

測試類

/** * @Date 2018年12月11日 * @param storage //建立公共倉庫 * @param producer //建立生產者執行緒 * @param consumer //建立消費者執行緒 */ public class TestA { public static void main(String[] args) { AbstractStorage storage = new Storage(); Producer producer = new Producer(storage); Consumer consumer = new Consumer(storage); producer.setNum(2); consumer.setNum(1); Thread t1 = new Thread(producer); Thread t2 = new Thread(consumer); t1.setName("producer"); t2.setName("consumer"); t1.start(); t2.start(); } } 

測試輸出

寫在最後的話

使用wait/notify方法實現，很多時候會出現一些奇怪的問題，例如：

1、兩者都持有鎖且等待對方釋放鎖，造成死鎖的情況；

2、對未持有鎖的物件進行釋放鎖，導致IllegalMonitorStateException異常；

3、加鎖時，雙方所加的鎖並非同一把鎖，導致資料異常；

關於生產者/消費者模型，現在更多是使用阻塞佇列（Queue）的方式來實現，後續會接著去學習那一塊知識。

【注】以上為本人通過網上視訊教程以及例項程式碼整理所得，如果出錯以及更好的提議，歡迎留言指正，一起學習。

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