生产者和消费者问题
- 假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费；
- 如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止；
- 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止；
这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件：
- 对于生产者，没有生产产品之前，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的品以供消费；
- 对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费；
- 在生产者消费者问题中，仅有 synchronized 是不够的；
- synchronized 可阻止并发更新同一个资源，实现同步；
- synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递（线程通信）
> 线程通信
Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题：
01 管程法
并发协作模型：生产者消费者模式-----> 管程法（增加缓冲区）
- 生产者：负责生产数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）；
- 消费者：负责处理数据的模块（可能是方法，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，消费者从缓冲区拿出数据
//测试：生产者消费者模型--->利用缓冲区解决：管程法
//生产者，消费者，产品，缓冲区
public class TestPC {
public static void main(String[] args) {
//创建一个容器
SynContainer container = new SynContainer();
new Producer(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
//生产者
class Producer extends Thread{
SynContainer container;
public Producer(SynContainer container){
this.container = container;
}
//生产
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
try {
container.push(new Food(i));
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("生产了"+i+"个好吃的");
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer container;
public Consumer(SynContainer container){
this.container = container;
}
//消费
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 100; i++) {
try {
System.out.println("消费了--->"+container.buy().id+"个好吃的");
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
//产品
class Food{
int id;//产品编号
public Food(int id) {
this.id = id;
}
}
//缓冲区
class SynContainer{
//需要一个容器大小
Food[] foods = new Food[10];
//容器计数器
int count = 0 ;
//生产者放入产品
public synchronized void push(Food food) throws InterruptedException {
//如果容器满了，就需要等待消费者消费
if(count==foods.length){
//通知消费者消费,生产者等待
this.wait();
}
//如果没有满，就需要丢入产品
foods[count]=food;
count++;
//可以通知消费者消费了
this.notifyAll();
}
public synchronized Food buy() throws InterruptedException {
//判断能否消费
if(count==0){
//等待生产者生产，消费者等待
this.wait();
}
//如果可以消费
count--;
Food food = foods[count];
//吃完了，通知生产者生产
this.notifyAll();
return food;
}
}
02 信号灯法
并发协作模型：生产者消费者模式-----> 信号灯法（设标志位）
//测试生产者消费者问题2：信号灯法-->标志位解决
public class TestPC2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Watcher(tv).start();
}
}
//生产者--->演员
class Player extends Thread{
TV tv;
public Player(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if(i%2==0){
try {
this.tv.play("快乐大本营播放中");
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}else{
System.out.println("广告时间。。。。");
}
}
}
}
//消费者--->观众
class Watcher extends Thread{
TV tv;
public Watcher(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 20; i++) {
try {
tv.watch();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
//产品--->节目
class TV{
//演员表演，观众等待 T
//观众观看，演员等待 F
String program ;//表演节目
boolean flag = true;
//表演
public synchronized void play(String program) throws InterruptedException {
if(!flag){
this.wait();
}
System.out.println("演员表演--> "+program);
//通知观众观看
this.notifyAll();//通知唤醒
this.program = program;
this.flag = !this.flag;
}
//观看
public synchronized void watch() throws InterruptedException {
if(flag){
this.wait();
}
System.out.println("观看了"+program);
//通知演员表演
this.notifyAll();
this.flag = !this.flag;
}
}