一、什么是生产者/消费者模式？
某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理（此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等）。产生数据的模块，就形象地称为生产者；而处理数据的模块，就称为消费者。在生产者与消费者之间在加个缓冲区，我们形象的称之为仓库，生产者负责往仓库了进商品，而消费者负责从仓库里拿商品，这就构成了生产者消费者模式。
结构图如下：
二、生产者消费者模式的优点：
1、解耦:
由于有缓冲区的存在，生产者和消费者之间不直接依赖，耦合度降低。
2、支持并发:
由于生产者与消费者是两个独立的并发体，他们之间是用缓冲区作为桥梁连接，生产者只需要往缓冲区里丢数据，就可以继续生产下一个数据，而消费者只需要从缓冲区了拿数据即可，这样就不会因为彼此的处理速度而发生阻塞。
3、支持忙闲不均:
缓冲区还有另一个好处。如果制造数据的速度时快时慢，缓冲区的好处就体现出来 了。当数据制造快的时候，消费者来不及处理，未处理的数据可以暂时存在缓冲区中。 等生产者的制造速度慢下来，消费者再慢慢处理掉。
三、生产者-消费者模型【即“生产者-仓储-消费者”】模型遵循的规则：
1、生产者仅仅在仓储未满时候生产，仓满则停止生产。
2、消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费，仓空则等待。
3、当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。
4、生产者在生产出可消费产品时候，应该通知等待的消费者去消费。
四、源码示例：
1、仓库：
package com.hongri.designpattern.producer_consumer;
import java.util.LinkedList;
/**
* 仓库【即共享数据区域】
*/
public class SyncStack {
LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
int capacity = 10;
public volatile int index;
/**
* 供生产者调用
*
* @param value
*/
public synchronized void push(String producerName, int value) {
while (list.size() >= capacity) {
try {
System.out.println("仓库已满 ---> 生产者--进入wait状态");
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//没有满，则继续produce
System.out.println("生产者--" + producerName + "--生产了:" + value);
list.add(value);
//唤醒其他所有处于wait()的线程，包括消费者和生产者
notifyAll();
}
/**
* 供消费者调用
*
* @return
*/
public synchronized int pop(String consumerName) {
int val = 0;
while (list.size() == 0) {
try {
System.out.println(" 仓库无货 ---> 消费者--进入wait状态");
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果有数据，继续consume
val = list.removeFirst();
System.out.println(" 消费者------" + consumerName + "--消费了:" + val);
notifyAll();
return val;
}
}
2、生产者：
package com.hongri.designpattern.producer_consumer;
import java.util.Random;
/**
* 生产者
*/
public class Producer implements Runnable {
private String name;
private SyncStack stack;
public Producer(String name, SyncStack stack) {
this.name = name;
this.stack = stack;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
int value = new Random().nextInt(100);
stack.push(name, value);
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
3、消费者：
package com.hongri.designpattern.producer_consumer;
/**
* 消费者
*/
public class Consumer implements Runnable{
private String name;
private SyncStack stack;
public Consumer(String name, SyncStack stack) {
this.name = name;
this.stack = stack;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(3000);
int val = stack.pop(name);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
4、调用：
SyncStack stack = new SyncStack();
Producer producer1 = new Producer("Producer1", stack);
Producer producer2 = new Producer("Producer2", stack);
Producer producer3 = new Producer("Producer3", stack);
Consumer consumer1 = new Consumer("Consumer1", stack);
Consumer consumer2 = new Consumer("Consumer2", stack);
Consumer consumer3 = new Consumer("Consumer3", stack);
new Thread(producer1).start();
new Thread(producer2).start();
new Thread(producer3).start();
new Thread(consumer1).start();
new Thread(consumer2).start();
new Thread(consumer3).start();
测试结果：
参考：
Java设计模式综述
生产者消费者设计模式在线程池中的应用