java并发编程——异步模式之生产者/消费者

异步模式之生产者/消费者

模式篇：

并发编程——同步模式之保护性暂停
并发编程——异步模式之生产者/消费者

概述

• 与前面的保护性暂停中的 GuardObject 不同，不需要产生结果和消费结果的线程一一对应
• 消费队列可以用来平衡生产和消费的线程资源
• 生产者仅负责产生结果数据，不关心数据该如何处理，而消费者专心处理结果数据
• 消息队列是有容量限制的，满时不会再加入数据，空时不会再消耗数据
• JDK 中各种阻塞队列，采用的就是这种模式
  
  说明，t1,t2,t3是生产者，t4是消费者，这里的t4不一定是一个，有可能是多个。

实现

可以用一个双向队列，一头存，一头取。

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.LinkedList;

@Slf4j(topic = "c.Test21")
public class Test21 {
    
    

    public static void main(String[] args) {
    
    
        MessageQueue queue = new MessageQueue(2);

        for (int i = 0; i < 3; i++) {
    
    
            int id = i;
            new Thread(() -> {
    
    
                queue.put(new Message(id , "值"+id));
            }, "生产者" + i).start();
        }

        new Thread(() -> {
    
    
            while(true) {
    
    
                sleep(1);
                Message message = queue.take();
            }
        }, "消费者").start();
    }

}

// 消息队列类 ， java 线程之间通信
@Slf4j(topic = "c.MessageQueue")
class MessageQueue {
    
    
    // 消息的队列集合
    private LinkedList<Message> list = new LinkedList<>();
    // 队列容量
    private int capcity;

    public MessageQueue(int capcity) {
    
    
        this.capcity = capcity;
    }

    // 获取消息
    public Message take() {
    
    
        // 检查队列是否为空
        synchronized (list) {
    
    
            while(list.isEmpty()) {
    
    
                try {
    
    
                    log.debug("队列为空, 消费者线程等待");
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 从队列头部获取消息并返回
            Message message = list.removeFirst();
            log.debug("已消费消息 {}", message);
            list.notifyAll();
            return message;
        }
    }

    // 存入消息
    public void put(Message message) {
    
    
        synchronized (list) {
    
    
            // 检查对象是否已满
            while(list.size() == capcity) {
    
    
                try {
    
    
                    log.debug("队列已满, 生产者线程等待");
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 将消息加入队列尾部
            list.addLast(message);
            log.debug("已生产消息 {}", message);
            list.notifyAll();
        }
    }
}

final class Message {
    
    
    private int id;
    private Object value;

    public Message(int id, Object value) {
    
    
        this.id = id;
        this.value = value;
    }

    public int getId() {
    
    
        return id;
    }

    public Object getValue() {
    
    
        return value;
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Message{" +
                "id=" + id +
                ", value=" + value +
                '}';
    }
}

测试，三个线程模拟三个生产者，一个线程模拟一个消费者。