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Java学习——生产者消费者模式与线程通信问题（管程法）

什么是生产者消费者模式？

生产者消费者模式并不是23中设计模式中的一种，在面向对象编程中我们前人总结了一些比较好的设计模式，就像23种设计模式一样。但是面向过程编程的时候，我们前人也给我们总结了一些好的设计模式，比如今天我们要了解到的生产者-消费者模式。

在我们日常升生活中，常常会见到这样一种场景，比如我们取麦当劳买东西，当我们点完之后，会在一旁等待着我们的餐，然后做好了服务员就会通知我们取拿餐，这样一种简单的模式就是典型的生产者-消费者模式。

在我们多线程中要实现线程之间的通信（线程协作），就需要用到生产者-消费者模式

1.管程法

• 生产者：负责生产数据的模块（模块可以是方法、对象、线程、进程）
• 消费者：负责处理数据的模块（模块可以是方法、对象、线程、进程）
• 缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，他们之间有“个缓冲区”； 生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿走数据

我们来看下代码实现：

/** * 线程通信-管程法 */public class ThreadPcOfTubeMethod {    public static void main(String[] args) {        SynchronizeContainer container = new SynchronizeContainer();        new Product(container).start();        new Consumers(container).start();    }}//1.生产者class Product extends Thread{    SynchronizeContainer container;    public Product(SynchronizeContainer container) {        this.container = container;    }    @Override    public void run() {        //生产        for (int i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println("生产----->第"+i+"个面包");            container.push(new Bread(i));        }    }}//2.消费者class Consumers extends Thread{    SynchronizeContainer container;    public Consumers(SynchronizeContainer container) {        this.container = container;    }    @Override    public void run() {        //消费        for (int i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println("消费----->第"+container.pop().id+"个面包");        }    }}//3.并发容器（缓冲区）：//      1.存：容器不够了，不能存了，等待消费//      2.取：容器为空容器，等待生产class SynchronizeContainer{    Bread[] breads = new Bread[10];    int count = 0;//计数器        //生产----存储    public synchronized void  push(Bread bread){        //容器存在空间可以生产        //不能生产        if(count==breads.length){            try {                this.wait();//线程阻塞，消费者通知生产，阻塞解除            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        breads[count] = bread;        count++;        this.notifyAll();//存在数据了，通知消费    }    //消费----获取    public synchronized Bread pop(){        //如果容器中有数据，可以消费。        //如果没有数据，等待        if (count==0){            try {                this.wait();//线程阻塞，生产者通知消费解除阻塞            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        //从最后一个位置拿        count--;        Bread bread =breads[count];        this.notifyAll();//存在空间了，可以唤醒生产者生产了        return bread;    }}//4.商品（面包）class Bread{    int id;    public Bread(int id) {        this.id = id;    }}

2.信号灯法

/** * 协作模型：生产者消费者实现方式二-信号灯法 * 思想：借助标志位 */public class ThreadPcOfSignalLight {    public static void main(String[] args) {        Tv tv = new Tv();        new Players(tv).start();        new Watchers(tv).start();    }}//生产者：演员class Players extends Thread{    Tv tv;    public Players(Tv tv){        this.tv=tv;    }    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i < 20; i++) {            if (i%2==0){                this.tv.play("天龙八部");            }else {                this.tv.play("广告：天才第一步，雀氏纸尿裤");            }        }    }}//消费者：观众class Watchers extends Thread{    Tv tv;    public Watchers(Tv tv){        this.tv=tv;    }    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i < 20; i++) {            tv.watch();        }    }}//同一个资源：电视class Tv{    String voice;    //信号灯，如果为真，表示观众等待    //信号灯，如果为假，表示演员等待    boolean flag = true;    //表演    public synchronized void play(String voice){        //演员等待        if (!flag){            try {                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        System.out.println("演员表演了："+voice);        this.voice=voice;        //唤醒        this.notifyAll();        //切换信号灯的状态        this.flag=!this.flag;    }    //观看    public synchronized void watch(){        //观众等待        if (flag){            try {                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        System.out.println("观众听到了："+voice);        //唤醒        this.notifyAll();        //切换信号灯的状态        this.flag=!this.flag;    }}

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