引言
生产者和消费者问题是线程模型中的经典问题：生产者和消费者在同一时间段内共用同一个存储空间，如下图所示，生产者向空间里存放数据，而消费者取用数据，如果不加以协调可能会出现以下情况：
生产者消费者图
存储空间已满，而生产者占用着它，消费者等着生产者让出空间从而去除产品，生产者等着消费者消费产品，从而向空间中添加产品。互相等待，从而发生死锁。
解决生产者/消费者问题的方法可分为两类：
采用某种机制保护生产者和消费者之间的同步；
在生产者和消费者之间建立一个管道。
第一种方式有较高的效率，并且易于实现，代码的可控制性较好，属于常用的模式。第二种管道缓冲区不易控制，被传输数据对象不易于封装等，实用性不强。
在Java中有四种方法支持同步，其中前三个是同步方法，一个是管道方法。
wait() / notify()方法
await() / signal()方法
BlockingQueue阻塞队列方法
PipedInputStream / PipedOutputStream
本文只介绍前三种。
JAVA解决线程模型的三种方式
1、wait()和notify()
wait()方法：当缓冲区已满/空时，生产者/消费者线程停止自己的执行，放弃锁，使自己处于等等状态，让其他线程执行。
notify()方法：当生产者/消费者向缓冲区放入/取出一个产品时，向其他等待的线程发出可执行的通知，同时放弃锁，使自己处于等待状态。
import java.util.LinkedList;
public class ProducerConsumer {
private LinkedList<Object> storeHouse = new LinkedList<Object>();
private int MAX = 10;
public ProducerConsumer() {
}
public void start() {
new Producer().start();
new Comsumer().start();
}
class Producer extends Thread {
public void run() {
while (true) {
synchronized (storeHouse) {
try {
while (storeHouse.size() == MAX) {
System.out.println("storeHouse is full , please wait");
storeHouse.wait();
}
Object newOb = new Object();
if (storeHouse.add(newOb)) {
System.out.println("Producer put a Object to storeHouse");
Thread.sleep((long) (Math.random() * 3000));
storeHouse.notify();
}
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println("producer is interrupted!");
}
}
}
}
}
class Comsumer extends Thread {
public void run() {
while (true) {
synchronized (storeHouse) {
try {
while (storeHouse.size() == 0) {
System.out.println("storeHouse is empty , please wait");
storeHouse.wait();
}
storeHouse.removeLast();
System.out.println("Comsumer get a Object from storeHouse");
Thread.sleep((long) (Math.random() * 3000));
storeHouse.notify();
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println("Consumer is interrupted");
}
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();
pc.start();
}
}
2、await()和signal()，即线程锁的方式
await()和signal()的功能基本上和wait() / nofity()相同，完全可以取代它们，但是它们和新引入的锁定机制Lock直接挂钩，具有更大的灵活性。通过在Lock对象上调用newCondition()方法，将条件变量和一个锁对象进行绑定，进而控制并发程序访问竞争资源的安全。
package sort;
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ProducerConsumer {
private LinkedList<Object> myList = new LinkedList<Object>();
private int MAX = 10;
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition full = lock.newCondition();
private final Condition empty = lock.newCondition();
public ProducerConsumer() {
}
public void start() {
new Producer().start();
new Consumer().start();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
ProducerConsumer s2 = new ProducerConsumer();
s2.start();
}
class Producer extends Thread {
public void run() {
while (true) {
lock.lock();
try {
while (myList.size() == MAX) {
System.out.println("warning: it's full!");
full.await();
}
Object o = new Object();
if (myList.add(o)) {
System.out.println("Producer: " + o);
empty.signal();
}
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println("producer is interrupted!");
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
class Consumer extends Thread {
public void run() {
while (true) {
lock.lock();
try {
while (myList.size() == 0) {
System.out.println("warning: it's empty!");
empty.await();
}
Object o = myList.removeLast();
System.out.println("Consumer: " + o);
full.signal();
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println("consumer is interrupted!");
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
}
3、阻塞队列的方式
它是一个已经在内部实现了同步的队列，实现方式采用的是我们第2种await() / signal()方法。它可以在生成对象时指定容量大小。它用于阻塞操作的是put()和take()方法：
put()方法：类似于我们上面的生产者线程，容量达到最大时，自动阻塞。
take()方法：类似于我们上面的消费者线程，容量为0时，自动阻塞。
import java.util.concurrent.*;
public class ProducerConsumer {
// 建立一个阻塞队列
private LinkedBlockingQueue<Object> queue = new LinkedBlockingQueue<Object>(10);
public ProducerConsumer() {
}
public void start() {
new Producer().start();
new Consumer().start();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
ProducerConsumer s3 = new ProducerConsumer();
s3.start();
}
class Producer extends Thread {
public void run() {
while (true) {
try {
Object o = new Object();
// 取出一个对象
queue.put(o);
System.out.println("Producer: " + o);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("producer is interrupted!");
}
// }
}
}
}
class Consumer extends Thread {
public void run() {
while (true) {
try {
// 取出一个对象
Object o = queue.take();
System.out.println("Consumer: " + o);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("producer is interrupted!");
}
// }
}
}
}
}
三种方式原理一致，都是对独占空间加锁，阻塞和唤醒线程，第一种方式比较传统，第三种方式最简单，只需存储和取用，线程同步的操作交由LinkedBlockingQueue全权处理。
参考：
https://blog.csdn.net/u010452388/article/details/82624599 这个这心不错，可以试着对比一下不同的写法！！！
https://www.cnblogs.com/happyPawpaw/archive/2013/01/18/2865957.html
https://www.cnblogs.com/Ming8006/p/7243858.html