详解Java设计模式中的生产-消费者模式及代码实现

港控/mmm° 2022-07-15 13:45 151阅读 0赞

最近有网友面试中遇到了，生产者 消费者问题。我在这里整理一下，分享出来。对于多线程程序来说，不管任何编程语言，生产者和消费者模型都是最经典的。

实际上，准确说应该是“生产者-消费者-仓储”模型，离开了仓储，生产者消费者模型就显得没有说服力了。  
对于此模型，应该明确一下几点：

*  生产者仅仅在仓储未满时候生产，仓满则停止生产。
 *  消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费，仓空则等待。
 *  当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。
 *  生产者在生产出可消费产品时候，应该通知等待的消费者去消费。

以下为全部代码

package com.xttblog.thread;
    
    import java.util.concurrent.BlockingQueue;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
    
    /**
     * java多线程模拟生产者消费者问题
     * 业余草 ：www.xttblog.com
     * ProducerConsumer是主类，Producer生产者，Consumer消费者，Product产品，Storage仓库
     */
    public class ProducerConsumer {
        public static void main(String[] args) {
            ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();
    
            Storage s = pc.new Storage();
    
            ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
            Producer p = pc.new Producer("张三", s);
            Producer p2 = pc.new Producer("李四", s);
            Consumer c = pc.new Consumer("王五", s);
            Consumer c2 = pc.new Consumer("老刘", s);
            Consumer c3 = pc.new Consumer("老林", s);
            service.submit(p);
            //service.submit(p2);
            service.submit(c);
            service.submit(c2);
            service.submit(c3);
            
        }
    
        /**
         * 消费者
         */
        class Consumer implements Runnable {
            private String name;
            private Storage s = null;
    
            public Consumer(String name, Storage s) {
                this.name = name;
                this.s = s;
            }
    
            public void run() {
                try {
                    while (true) {
                        System.out.println(name + "准备消费产品.");
                        Product product = s.pop();
                        System.out.println(name + "已消费(" + product.toString() + ").");
                        System.out.println("===============");
                        Thread.sleep(500);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    
            }
    
        }
    
        /**
         * 生产者
         */
        class Producer implements Runnable {
            private String name;
            private Storage s = null;
    
            public Producer(String name, Storage s) {
                this.name = name;
                this.s = s;
            }
    
            public void run() {
                try {
                    while (true) {
                        Product product = new Product((int) (Math.random() * 10000)); // 产生0~9999随机整数
                        System.out.println(name + "准备生产(" + product.toString() + ").");
                        s.push(product);
                        System.out.println(name + "已生产(" + product.toString() + ").");
                        System.out.println("===============");
                        Thread.sleep(500);
                    }
                } catch (InterruptedException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
    
            }
        }
    
        /**
         * 仓库，用来存放产品
         */
        public class Storage {
            BlockingQueue<Product> queues = new LinkedBlockingQueue<Product>(10);
    
            public void push(Product p) throws InterruptedException {
                queues.put(p);
            }
    
            public Product pop() throws InterruptedException {
                return queues.take();
            }
        }
    
        public class Product {
            private int id;
    
            public Product(int id) {
                this.id = id;
            }
    
            public String toString() {
                return "产品：" + this.id;
            }
        }
    }

以下为运行结果

张三准备生产(产品：3359).  
张三已生产(产品：3359).  
===============  
老刘准备消费产品.  
王五已消费(产品：3359).  
===============  
王五准备消费产品.  
张三准备生产(产品：1863).  
张三已生产(产品：1863).  
===============  
老林已消费(产品：1863).  
===============  
老林准备消费产品.  
张三准备生产(产品：5424).  
张三已生产(产品：5424).  
老刘已消费(产品：5424).  
===============

以上内容均转载自：http://www.xttblog.com/?p=893