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：

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。

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：

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…

来源：https://blog.csdn.net/weixin_43581288/article/details/104784227