Java多线程:生产者与消费者案例

2024-04-02 19:04:59 323人浏览安东尼

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摘要

目录前言工具知识点设计思路具体步骤总结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。

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;
    }
}

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！");
            }
        }
    }
}

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没有一一对应欸。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编程网的更多内容！

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--结束END--

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