Java并发编程中的生产者与消费者模型简述

概述
对于多线程程序来说，生产者和消费者模型是非常经典的模型。更加准确的说，应该叫“生产者-消费者-仓库模型”。离开了仓库，生产者、消费者就缺少了共用的存储空间，也就不存在并非协作的问题了。

示例
定义一个场景。一个仓库只允许存放10件商品，生产者每次可以向其中放入一个商品，消费者可以每次从其中取出一个商品。同时，需要注意以下4点：
1.  同一时间内只能有一个生产者生产，生产方法需要加锁synchronized。
2.  同一时间内只能有一个消费者消费，消费方法需要加锁synchronized。
3.  仓库为空时，消费者不能继续消费。消费者消费前需要循环判断当前仓库状态是否为空，空的话则消费线程需要wait，释放锁允许其他同步方法执行。
4.  仓库为满时，生产者不能继续生产，生产者生产钱需要循环判断当前仓库状态是否为满，满的话则生产线程需要wait，释放锁允许其他同步方法执行。

示例代码如下：

public class Concurrence {
   public static void main(String[] args) {
     WareHouse wareHouse = new WareHouse();
     Producer producer = new Producer(wareHouse);
     Consumer consumer = new Consumer(wareHouse);

new Thread(producer).start();
     new Thread(consumer).start();
   }
 }

class WareHouse {
   private static final int STORE_SIZE = 10;
   private String[] storeProducts = new String[STORE_SIZE];
   private int index = 0;

public void pushProduct(String product) {
     synchronized (this) {
       while (index == STORE_SIZE) {
         try {
           this.wait();
         } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
         }
       }

storeProducts[index++] = product;
       this.notify();

System.out.println("生产了: " + product + " , 目前仓库里共: " + index
           + " 个货物");
     }
   }

public synchronized String getProduct() {
     synchronized (this) {
       while (index == 0) {
         try {
           this.wait();
         } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
         }
       }

String product = storeProducts[index - 1];
       index--;
       System.out.println("消费了: " + product + ", 目前仓库里共: " + index
           + " 个货物");
       this.notify();
       return product;
     }
   }
 }

class Producer implements Runnable {
   WareHouse wareHouse;

public Producer(WareHouse wh) {
     this.wareHouse = wh;
   }

@Override
   public void run() {
     for (int i = 0; i < 40; i++) {
       String product = "product" + i;
       this.wareHouse.pushProduct(product);
     }
   }
 }

class Consumer implements Runnable {
   WareHouse wareHouse;

public Consumer(WareHouse wh) {
     this.wareHouse = wh;
   }

@Override
   public void run() {
     for (int i = 0; i < 40; i++) {
       this.wareHouse.getProduct();
     }
   }
 }