【Java】进程同步问题——生产者、消费者问题

进程同步问题——生产者、消费者问题

      生产者、消费者问题是操作系统中个著名的进程同步问题。一般是指: 有一群生产者进程在生产产品，并将此产品提供给消费者进程去消费。为使生产者进程和消费者进程能并发执行，在它们之间设置一个缓冲区， 生产者进程可将它所产的产品放入一个缓冲区中，消费者进程可从一个缓冲区取得一个产品消费。尽管所有的生产者进程和消费者进程都是以异步的方式运行的，但它们之间必须保持同步，即不允许消费者进程到一个空缓冲区去取产品，也不允许生产者进程向一个已装有消息、 但尚未取走产品的满缓冲区投放产品。这里将“进程”换成“线程”，问题仍然成立。下面要做由事情就是用线程来模拟这一过程。

      在这里设计一个公共类，信号量和共享资源都以静态成员变量的形式存于该对象中。在创建线程对象时，将这个公共对象床底进去，作为线程对象的私有数据。这样无论哪个线程对象，访问的都是同一个信号量和共享资源。

公共类的实现：

public class Common {    //公共线程类
    private int production[];
    private int count;            //实际产品数目
    private int BUFFER_SIZE=6;    //缓冲区大小

    public Common(){
        production=new int[BUFFER_SIZE];
        count=0;
    }

    //从缓冲区取数据
    public synchronized int get(){
        int result;
        //循环检测缓冲区是否可用
        while (count<=0) {
            try {
                wait();   //等待
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();

            }
        }
        result=production[--count];
        notifyAll();
        return result;
    }

    //向缓冲区写数据
    public synchronized void put(int newProduct){
        //循环检测缓冲区是否可用
        while (count>=BUFFER_SIZE){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        production[count++]=newProduct;
        notifyAll();
    }

}

消费者线程：

public class Consumer extends Thread {
    private Common common;
    public Consumer(Common thisCommon){
        common=thisCommon;
    }
    public void run(){
        int i,production;
        for(i=1;i<=20;i++){
            production=common.get();
            System.out.println("得到的数据是："+production);
            try {
                sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

生产者线程：

public class Producer extends Thread {
    private Common common;
    public Producer(Common thisCommon){
        common=thisCommon;
    }
    public synchronized void run(){
        for(int i=1;i<=10;i++){
            common.put(i);
            System.out.println("生产的数据是："+i);
            try{
                sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

主线程：

public class Producer_Consumer {
    public static void main(String[] args){
        Common common=new Common();
        //两个生产者
        Producer producer1=new Producer(common);
        Producer producer2=new Producer(common);
        //一个消费者
        Consumer consumer=new Consumer(common);

        producer1.start();
        producer2.start();
        consumer.start();
    }
}

运行结果截图：