Java多线程:生产者与消费者案例

前言

想象一下生活中哪些是和线程沾边的？饭店炒菜就是一个很好的例子

首先客人要吃菜，前提是厨师要炒好，也就是说，厨师不炒好的话客人是没有饭菜的。这时候，厨师就是一个线程，客人拿菜就是另一个线程。

工具

jdk13，IDEA2019.1.4

知识点

Thread、Runnable、synchronized、面向对象知识（继承、封装、接口、方法重写）、条件判断以及线程的一些其他知识点

设计思路

首先要有两个线程，也就是说要两个类，分别是Producer（生产者）和Consumer（消费者）。

由于我们是模拟厨师与客人之间的互动，也就是说还需要一个类来封装信息：Message（类）。

然后，避免线程之间发生数据混乱的情况，肯定还需要使用synchronized来进行线程同步。

具体步骤

首先我们来一份没有用synchronized的代码，先看看效果：

public class Message {
    private String title;
    private String content;
    Message(){
    };
    public Message(String title, String content) {
        this.title = title;
        this.content = content;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
    public String getContent() {
        return content;
    }
    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }
}
/*
* 定义生产者类Producer
* */
class Producer implements Runnable{
    private Message msg=null;
    public Producer(Message msg) {
        this.msg = msg;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=50;i++){
            if (i%2==0){
                this.msg.setTitle("喜欢夜雨吗？");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                }catch (InterruptedException e){
                    System.out.println(e);
                }
                this.msg.setContent("是的呢！");
            }else {
                this.msg.setTitle("还不关注我吗？");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                }catch (InterruptedException e){
                    System.out.println(e);
                }
                this.msg.setContent("好的呢！");
            }
        }
    }
}
/*
* 定义消费者类Consumer
* */
class Consumer implements Runnable{
    private Message msg=null;
    public Consumer(Message msg) {
        this.msg = msg;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=50;i++){
            try {
                Thread.sleep(100);
            }catch (InterruptedException e){
                System.out.println(e);
            }
            System.out.println(this.msg.getTitle()+"--->"+this.msg.getContent());
        }
    }
}
class TestDemo{
    public static void main(String[] args) {
        Message msg=new Message();
        new Thread(new Producer(msg)).start();
        new Thread(new Consumer(msg)).start();
    }
}

看看运行结果：

在这里插入图片描述

看仔细咯，发生了数据错乱啊，Title与Content没有一一对应?G。咋办？

能咋办，改代码呗。

发生数据混乱的原因完全是因为，生产者线程还没生产的时候，消费者就已经消费了（至于消费的啥我也不知道，我也不敢问啊）。所以造成了数据混乱，不过我们上面说了啊，要使用synchronized来让线程同步一下。但是又会出问题，我们接着往下看

class TestDemo{
    public static void main(String[] args) {
        Message msg=new Message();
        new Thread(new Producer(msg)).start();
        new Thread(new Consumer(msg)).start();
    }
}
class Message{
    private String title,content;
    public synchronized void set(String title,String content){
        this.title=title;
        this.content=content;
    }
    public synchronized void get(){
        try {
            Thread.sleep(1000);
        }catch (InterruptedException e){
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println(this.title+"-->"+this.content);
    }
    public String getContent() {
        return content;
    }
    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
}
class Producer implements Runnable{
    private Message msg=null;
    Producer(Message msg){
        this.msg=msg;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=50;i++){
            if (i%2==0){
                this.msg.set("喜欢夜雨吗？","是的呢！");
            }else {
                this.msg.set("还不关注吗？","好的呢！");
            }
        }
    }
}
class Consumer implements Runnable{
    private Message msg=null;
    Consumer(Message msg){
        this.msg=msg;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=50;i++){
            this.msg.get();
        }
    }
}

我又重新封装了一些方法，然后运行的时候，wc，数据倒是不混乱了，但是呢，数据重复了一大堆。

在这里插入图片描述

为啥会出现这个问题呢?最后想了一下，会出现这种问题的，就是因为线程的执行顺序的问题。我们想要实现的效果是生产者线程执行了之后，让生产者线程等待，而后让消费者线程执行，等待消费者线程执行完成之后就又让生产者线程继续执行。后来我又查了查官方文档，发现Object类中专门有三个方法是与线程相关的：

方法	描述
public final void wait() throws InterruptedException	线程的等待
public final void notify()	唤醒第一个等待线程
public final void notifyAll()

当我看到这些方法的时候，心里愣了一下，这不就是我们想要的方法吗，用wait()方法来让生产者线程等待，然后运行消费者线程，等消费者线程执行完了之后又让生产者线程去执行。这其中我们用true和false来表示运行开始和运行暂停。

最后我们来看看完成品的代码：

class TestDemo{
    public static void main(String[] args) {
        Message msg=new Message();
        new Thread(new Producer(msg)).start();
        new Thread(new Consumer(msg)).start();
    }
}
class Message extends Exception{
    private String title,content;
    private boolean flag=true;
    // true表示正在生产，不要来取走，因为没由让消费者区走的
    // false表示可以取走，但是不能生产
    public synchronized void set(String title,String content){
        if (this.flag==false){
            try {
                super.wait();
            }catch (InterruptedException e){
                System.out.println(e);
            }
        }
        this.title=title;
        try {
            Thread.sleep(60);
        }catch (InterruptedException e){
            System.out.println(e);
        }
        this.content=content;
        this.flag=true; // 生产完成，修改标志位
        super.notify(); // 唤醒等待线程
    }
    public synchronized void get(){
        if (flag==true) {// 已经生产好了，等待取走
            try {
                super.wait();
            }catch (InterruptedException e){
                System.out.println(e);
            }
        }
        try {
            Thread.sleep(60);
        }catch (InterruptedException e){
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println(this.title+"-->"+this.content);
        this.flag=true;
        super.notify();
    }
    public String getContent() {
        return content;
    }
    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
}
class Producer implements Runnable{
    private Message msg=null;
    Producer(Message msg){
        this.msg=msg;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=50;i++){
            if (i%2==0){
                this.msg.set("喜欢夜雨吗？","是的呢！");
            }else {
                this.msg.set("还不关注吗？","好的呢！");
            }
        }
    }
}
class Consumer implements Runnable{
    private Message msg=null;
    Consumer(Message msg){
        this.msg=msg;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=50;i++){
            this.msg.get();
        }
    }
}

运行结果我就不贴了，你们自己去测试一下吧…

总结

这个案例完美的呈现了线程以及面向对象知识的综合运用，具有很强的实际操作性

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注自学编程网的更多内容！

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