- 用java多线程实现生产者消费者同步问题
- 组员：师浩东 魏昕宇 郑旭根
- 一、思路分析
- 二、java代码实现与思路
- 流程图：
- 1.创建仓库类
- 2.创建生产者类
- 3.创建消费者类
- 4.创建测试类实现代码
一、思路分析
首先由于是生产者生产出产品，消费者才能消费
所以生产者消费者问题，实际上主要包含了两类线程。
一类是生产者线程用于生产产品，一类是消费者线程用于消费产品。
为解决这个问题，我们假设有一个仓库，生产者生产出产品之后就直接放在仓库里，并不需要关心消费者的行为，消费者只需要从仓库中消费产品即可，并不需要关心生产者的行为
所以首先我们新建一个类来作为仓库，其中肯定需要定义放入产品和取出产品的方法
其中为了防止同一件产品被多名消费者消费，需要用synchronized关键字给取的方法上锁，也就是说，当有一个消费者线程抢占到CPU执行权之后，其他线程就不能调用消费(put)这个方法。代码如下：
public class Box {
//定义一个成员变量，表示第x个产品
private int product;
//定义一个成员变量，表示仓库的状态
private boolean state=false;
//上锁
//一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时，其他试图访问该对象的线程将被阻塞
public synchronized void put(int product){
//如果有产品,等待消费
if (state==true){
try{
wait();
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
//如果没有产品，等待生产
this.product=product;
System.out.println("生产者将第"+this.product+"件产品放入仓库");
//消费完毕之后，修改仓库状态
state=true;
//唤醒其他等待的线程
notifyAll();
}
public synchronized void get(){
//如果没有产品，等待生产
if (!state){
try {
wait();
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("消费者消费第"+this.product+"件产品");
//消费完毕之后，修改仓库状态
state=false;
//解锁唤醒其他等待线程
notifyAll();
}
}
2.创建生产者类
创建生产者类实现了Runnable接口，在类里边定义了带参构造方法，参数类型为仓库类
这样就可以在主方法执行时，启动线程，调用这个类中的run方法，然后生产时直接可以调用仓库类中的put方法把产品放入仓库。
public class Producer implements Runnable{
private Box box;
public Producer(Box b){
this.box=b;
}
@Override
public void run() {
//假设这个生产者一天只能生产五件给消费者
for (int i=1;i<=5;i++){
box.put(i);
}
}
}
3.创建消费者类
创建消费者类实现了Runnable接口，在类里边定义了带参构造方法，参数类型为仓库类
这样就可以在主方法执行时，启动线程，调用这个类中的run方法，然后消费时直接可以调用仓库类中的get方法消费产品。
public class Customer implements Runnable{
private Box box;
public Customer(Box box){
this.box=box;
}
@Override
public void run() {
while (true){
box.get();
}
}
}
4.创建测试类实现代码
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//创建仓库对象，作为共享区域
Box box=new Box();
//创建生产者对象，把仓库作为构造方法的参数传递，因为在这个类中要调用存储产品的操作
Producer producer=new Producer(box);
//创建消费者对象，把仓库作为构造方法参数的传递，因为在这个类中要调用获取产品的操作
Customer customer=new Customer(box);
//创建线程对象，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
Thread thread1=new Thread(producer);
Thread thread2=new Thread(customer);
thread1.start();
thread2.start();
}
}
运行结果为：
"D:IDEAIntelliJ IDEA 2019.3.3jbrbinjava.exe" "-javaagent:D:IDEAIntelliJ IDEA 2019.3.3libidea_rt.jar=5125:D:IDEAIntelliJ IDEA 2019.3.3bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:IdeaJavaCode语法2outproduction语法2 多线程.Main 生产者将第1件产品放入仓库 消费者消费第1件产品 生产者将第2件产品放入仓库 消费者消费第2件产品 生产者将第3件产品放入仓库 消费者消费第3件产品 生产者将第4件产品放入仓库 消费者消费第4件产品 生产者将第5件产品放入仓库 消费者消费第5件产品
根据结果可以看出，运行结果确实是生产者生产一个产品消费者就可以消费一个产品，并且没有出现几个消费者同时消费一个产品的情况，所以此代码完成了生产者消费者问题。
