生产消费者模式实现方式和线程安全问题代码示例

生产者消费者模式的几种实现方式

拿我们生活中的例子来说，工厂生产出来的产品总是要输出到外面使用的，这就是生产与消费的概念。

在我们实际的软件开发过程中，经常会碰到如下场景：某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理(此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等)。

产生数据的模块，就形象地称为生产者;而处理数据的模块，就称为消费者。

第一种:采用wait—notify实现生产者消费者模式

1. 一生产者与一消费者：

2. 一生产者与多消费者：

第二种: 采用阻塞队列实现生产者消费者模式

3. 使用阻塞队列实现生产者消费者模式

相信大家都有去吃过日本料理。有个很诱人的餐食就是烤肉，烤肉师父会站在一边一直烤肉，再将烤好的肉放在一个盘子中;而流着口水的我们这些食客会坐在一边，只要盘子里有肉我们就会一直去吃。

在这个生活案例中，烤肉师父就是生产者，他就负责烤肉，烤完了就把肉放在盘子里，而不是直接递给食客(即不用通知食客去吃肉)，如果盘子肉满，师父就会停一会，直到有人去食用烤肉后再去进行生产肉;而食客的我们就只是盯着盘子，一旦盘子有肉我们就负责去吃就行;

整个过程中食客与烤肉师父都不是直接打交道的，而是都与盘子进行交互。

盘子充当了一个缓冲区的概念，有东西生产出来就把东西放进去，盘子也是有大小限制，超过盘子大小就会阻塞生产者生产，等待消费者去消费;当盘子为空的时候，即阻塞消费者消费，等待生产者去生产。

编程中阻塞队列即可以实现盘子这个功能。

阻塞队列的特点：

当队列元素已满的时候，阻塞插入操作;

当队列元素为空的时候，阻塞获取操作。

arrayblockingqueue 与 linkedblockingqueue都是支持fifo(先进先出)，但是linkedblockingqueue是无界的，而arrayblockingqueue 是有界的。

下面使用阻塞队列实现生产者消费者：

生产者：

java" id="highlighter_545898">

									import java.util.concurrent.blockingqueue;

									public class producer implements runnable{

									    private final blockingqueue blockingqueue;

									    //设置队列缓存的大小。生产过程中超过这个大小就暂时停止生产

									    private final int queue_size = 10;

									    public producer(blockingqueue blockingqueue){

									        this.blockingqueue = blockingqueue;

									    }

									    int task = 1;

									    @override

									      public void run() {

									        while(true){

									            try {

									                system.out.println("正在生产：" + task);

									                //将生产出来的产品放在队列缓存中

									                blockingqueue.put(task);

									                ++task;

									                //让其停止一会，便于查看效果

									                thread.sleep(1000);

									            }

									            catch (interruptedexception e) {

									                e.printstacktrace();

									            }

									        }

									    }

									}

消费者：

									import java.util.concurrent.blockingqueue;

									//消费者

									public class consumer implements runnable{

									    private final blockingqueue blockingqueue;

									    public consumer(blockingqueue blockingqueue){

									        this.blockingqueue = blockingqueue;

									    }

									    @override

									      public void run() {

									        //只要阻塞队列中有任务，就一直去消费

									        while(true){

									            try {

									                system.out.println("正在消费： " + blockingqueue.take());

									                //让其停止一会，便于查看效果

									                thread.sleep(2000);

									            }

									            catch (interruptedexception e) {

									                e.printstacktrace();

									            }

									        }

									    }

									}

测试：

									import java.util.concurrent.blockingqueue;

									import java.util.concurrent.linkedblockingqueue;

									/**

									 * 生产者消费者模式

									 * 使用阻塞队列blockingqueue

									 * @author wanggenshen

									 *

									 */

									public class testconpro {

									    public static void main(string[] args){

									        blockingqueue blockingqueue = new linkedblockingqueue(5);

									        producer p = new producer(blockingqueue);

									        consumer c = new consumer(blockingqueue);

									        thread tp = new thread(p);

									        thread tc= new thread(c);

									        tp.start();

									        tc.start();

									    }

									}

因为linkedblockingqueue是无界队列，所以生产者会不断去生产，将生产出的任务放在队列中，消费者去队列中去消费：

生产消费者模式实现方式和线程安全问题代码示例

如果改用有界阻塞队列arrayblockingqueue，就可以初始化队列的大小。则队列中元素超过队列大小的时候，生产者就会等待消费者消费一个再去生产一个：

测试代码：

初始化一个大小为10的arrayblockingqueue：

									public static void main(string[] args){

									    blockingqueue blockingqueue = new arrayblockingqueue(10);

									    producer p = new producer(blockingqueue);

									    consumer c = new consumer(blockingqueue);

									    thread tp = new thread(p);

									    thread tc= new thread(c);

									    tp.start();

									    tc.start();

									}