多线程之生产者消费者模型

⭐核心思想是通过通道对数据的生产者和消费者进行解耦，使二者不直接交互，从而使二者的处理速率相对来说不影响。

这里我们使用wait/notifyAll

代码如下：

@Slf4j(topic = "c.Test21")
public class Test21 {

    public static void main(String[] args) {
        MessageQueue queue = new MessageQueue(2);
		//生产
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int id = i;
            new Thread(() -> {
                queue.put(new Message(id , "值"+id));
            }, "生产者" + i).start();
        }

        new Thread(() -> {
            while(true) {
                sleep(1);
                Message message = queue.take();
            }
        }, "消费者").start();
    }

}


// 消息队列类 ， java 线程之间通信
//多线程编程口决：等待通知干活
@Slf4j(topic = "c.MessageQueue")
class MessageQueue {
    // 消息的队列集合
    private LinkedList<Message> list = new LinkedList<>();
    // 队列容量
    private int capcity;

    public MessageQueue(int capcity) {
        this.capcity = capcity;
    }

    // 获取消息
    public Message take() {
        // 检查队列是否为空
        synchronized (list) {
            while(list.isEmpty()) {
                try {
                    log.debug("队列为空, 消费者线程等待");
                    /**
                     * This method should only be called by a thread that is the owner
                     * of this object's monitor
                     */
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 从队列头部获取消息并返回
            Message message = list.removeFirst();
            log.debug("已消费消息 {}", message);
            list.notifyAll();
            return message;
        }
    }

    // 存入消息
    public void put(Message message) {
        synchronized (list) {
            // 检查对象是否已满
            while(list.size() == capcity) {
                try {
                    log.debug("队列已满, 生产者线程等待");
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 将消息加入队列尾部
            list.addLast(message);
            log.debug("已生产消息 {}", message);
            list.notifyAll();
        }
    }
}

// 自定义数据，可以认为是生产和消费的产品
final class Message {
    private int id;
    private Object value;

    public Message(int id, Object value) {
        this.id = id;
        this.value = value;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public Object getValue() {
        return value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Message{" +
                "id=" + id +
                ", value=" + value +
                '}';
    }
}

运行结果：

16:34:19.589 c.MessageQueue [生产者1] - 已生产消息 Message{id=1, value=值1}
16:34:19.593 c.MessageQueue [生产者0] - 已生产消息 Message{id=0, value=值0}
16:34:19.593 c.MessageQueue [生产者2] - 队列已满, 生产者线程等待
16:34:20.589 c.MessageQueue [消费者] - 已消费消息 Message{id=1, value=值1}
16:34:20.589 c.MessageQueue [生产者2] - 已生产消息 Message{id=2, value=值2}
16:34:21.590 c.MessageQueue [消费者] - 已消费消息 Message{id=0, value=值0}
16:34:22.590 c.MessageQueue [消费者] - 已消费消息 Message{id=2, value=值2}
16:34:23.590 c.MessageQueue [消费者] - 队列为空, 消费者线程等待

可以看到队列满时，生产者等待，队列空时，消费者等待。

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🎏

其实上面这个代码，将生产者和消费者都整合进了MessageQueue中，

开篇说的通道，也即生产者和消费者之间的缓冲区，这里是用了LinkedList。

不过对于一些判断操作，我们是在自定义的take()和put()方法中手动实现的。

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其他也有一些实现生产者和消费者模型的方式，均大同小异。