经典消费者生产者问题
首先你需要了解多线程的流程以及实现多线程的几种方法,同时你要理解什么是并行、并发,以及线程和进程的区别,这里做简要的区别。
线程:一个进程包括多个线程
并行:多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑,是真正的同时。
并发:通过cpu调度算法,让用户看上去同时执行,实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源,那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈,我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。
之前看到过一篇博客,我觉得很形象的解释了并行和并发,下面我借用他的一个图片解释一下
就如同喝咖啡一样,并行是让一杯咖啡被两种人同时喝,而并发是有可能有两杯咖啡,两种人同时喝,看起来是同时进行,但不是真正的同时。
多线程的基本流程
新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread();
就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明此线程已经做好了准备,随时等待CPU调度执行,并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行;
运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中;
阻塞状态(Blocked):处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态又可以分为三种:
- 等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入到等待阻塞状态;
- 同步阻塞 – 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态;
- 其他阻塞 – 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。
好了下面进入我们的生产者消费者问题
生产者消费者问题
考虑一个程序的怎么写首先应该有大概的流程,生产消费问题其实也就是生产——仓库——消费 模型
- 首先应该建立仓库类、消费者类、生产者类、以及最终的测试类。
- 我们应该判断的是如果消费者消耗光仓库的食物,我们应该让消费者们等待,然后notifyAll所有的生产者,直到生产者生产的食物等于仓库容量,我们可以停止生产,进入wait状态,然后唤醒所有消费者消费食物。大体的思路就是这样。
下面用真正的代码实现
仓库类
package com.cn.hnust.controller;
import sun.org.mozilla.javascript.internal.Synchronizer;
import java.util.LinkedList;
public class CangKu {
private final int MAX_SIZE=100; //仓库最大容量
LinkedList<Object> linkedList= new LinkedList();//载体
public LinkedList<Object> getLinkedList() {
return linkedList;
}
public void setLinkedList(LinkedList<Object> linkedList) {
this.linkedList = linkedList;
}
/**
* 生产者方法
* @param num
*/
public void produce(int num ){
synchronized (linkedList){
while(linkedList.size()+num>MAX_SIZE){
System.out.println("不能生产,食物够用"+num+"size==="+linkedList.size());
try {
linkedList.wait();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
for (int i=1;i<=num;++i){
linkedList.add(new Object());
}
System.out.println("已经生产" +num+
"总共有"+linkedList.size());
linkedList.notifyAll();
}
}
public int getMAX_SIZE() {
return MAX_SIZE;
}
/**
* 消费者方法
* @param num
*/
public void consoume(int num ){
synchronized (linkedList){
while(linkedList.size()<num){
try {
System.out.println("消费"+num +"size"+linkedList.size());
linkedList.wait();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
for (int i=1;i<=num;++i){
linkedList.remove();
}
System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "/t【现仓储量为】:" + linkedList.size());
linkedList.notifyAll();
}
}
}
生产类
package com.cn.hnust.controller;
public class proudcter extends Thread {
private int num;
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public CangKu getCangKu() {
return cangKu;
}
public void setCangKu(CangKu cangKu) {
this.cangKu = cangKu;
}
private CangKu cangKu;
public proudcter(CangKu cangKu){
this.cangKu=cangKu;
}
public void proudce(int num) {
cangKu.produce(num);
}
public void run(){
proudce(num);
}
}
消费者类
package com.cn.hnust.controller;
public class consumers extends Thread {
private int num;
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public CangKu getCangKu() {
return cangKu;
}
public void setCangKu(CangKu cangKu) {
this.cangKu = cangKu;
}
private CangKu cangKu;
public consumers(CangKu cangKu1){
this.cangKu=cangKu1;
}
public void consum(int num) {
cangKu.consoume(num);
}
public void run(){
consum(num);
}
}
主类
package com.cn.hnust.controller;
public class PCTest {
public static void main(String[] args) {
CangKu cangKu =new CangKu();
proudcter proudcter =new proudcter(cangKu);
proudcter proudcter1 =new proudcter(cangKu);
proudcter proudcter2 =new proudcter(cangKu);
proudcter proudcter3 =new proudcter(cangKu);
proudcter proudcter4 =new proudcter(cangKu);
proudcter proudcter5 =new proudcter(cangKu);
consumers consumers =new consumers(cangKu);
consumers consumers1 =new consumers(cangKu);
consumers consumers2 =new consumers(cangKu);
consumers consumers3 =new consumers(cangKu);
proudcter.setNum(10);
proudcter1.setNum(10);
proudcter2.setNum(10);
proudcter3.setNum(90);
proudcter4.setNum(10);
proudcter5.setNum(80);
consumers.setNum(50);
consumers1.setNum(20);
consumers2.setNum(60);
consumers3.setNum(10);
consumers.start();
consumers1.start();
consumers2.start();
consumers3.start();
proudcter.start();
proudcter1.start();
proudcter2.start();
proudcter3.start();
proudcter4.start();
proudcter5.start();
}
}