生产者消费者模式

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生产者消费者模式并不是JAVA23种设计模式之一，23种设计模式都是建立在面向对象的基础之上的，但其实面向过程的编程中也有很多高效的编程模式，生产者消费者模式便是其中之一，它是我们编程过程中最常用的一种设计模式

  生产者消费者模式并不是JAVA23种设计模式之一，23种设计模式都是建立在面向对象的基础之上的，但其实面向过程的编程中也有很多高效的编程模式，生产者消费者模式便是其中之一，它是我们编程过程中最常用的一种设计模式

  在我们平时的开发场景中,例如某个线程是生产数据,另一个线程是处理数据,如果俩者的速度存在较大的差异,生产数据很快,处理数据很慢,那么每生产一笔数据之后都要等待数据处理完才能再次生产,则会造成资源的浪费;再或者生产数据的时候出问题了甚至会中断整个流程。但是如果引入一个缓冲区概念用到生产者消费者模式就不一样了。生产的数据直接放到缓冲区里,缓冲区满之后则不再生产,处理数据的时候直接从缓冲区里面拿数据。这样做的好处有如下:

  • 解耦,就像生产者消费者俩个齿轮本来直接连接,现在引入第三个齿轮放入他们之间,他们分别与这个齿轮连接,就算将来生产或者消费者出问题也不至于整个轮子都挂掉。

  • 支持忙闲不均,当生产者消费者俩者速度存在差异的时候,由于存在缓冲区,多生产的数据可以放在缓冲区里面等消费者慢慢来处理。例如现在的快递柜的存在,假设平常快递柜快递员可以一次拿走，但当双11的时候，快递柜爆满，则可以先放在柜子里面，等快递员分批消化。

  • 支持并发,防止程序阻塞,例如生产数据必须在消费者消费完后再生产效率低下。就像邮局寄信一样如果没有邮筒你寄信就只能等邮递员来取,万一路上堵车呢你就傻傻的等在那里。造成时间的浪费。

  好了废话不多说,直接撸代码,上文提到了缓冲区首先创建一个Box类当作缓冲区

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/**
 * 生产者消费者模式当中的容器
 * @author hspcadmin
 *
 */
public class Box {
	private final int MaxNum = 5;//最大数量
	
	private static int CurrNum = 0;//当前数量
	
	private static Box box = null;
	
	private Box(){
		
	}
	/**
	 * 单例模式保证效率且线程安全
	 * @return
	 */
	public static Box getInstance(){
		if(box==null){
			init();
		}
		return box;
	}
	private static synchronized void init(){
		if(box==null){
			box = new Box();
		}
	}
	/**
	 * 生产方法
	 */
	public synchronized void produce(){
		while(CurrNum==MaxNum){
			try {
				System.out.println("仓库已满请等待消费者消费");
				wait();//盒子满了之后等待消费者消费
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		CurrNum++;
		System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getName() + "--生产者生产了一个商品，当前库存量："+ CurrNum);
		notifyAll();//通知消费者来消费
	}
	/**
	 * 消费方法
	 */
	public synchronized void consume(){
		while(CurrNum<=0){
			try {
				System.out.println("仓库已空请等待生产者生产");
				wait();//盒子空了之后等待生产者生产
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		CurrNum--;
		System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getName() + "--消费者消费了一个商品，当前库存量："+ CurrNum);	
		notifyAll();//通知生产者生产
	}
}

  接下来创建生产者类

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public class Producer extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"***********生产者开始生产***********");
		for(int j=0;j<=10;j++){
			Box.getInstance().produce();
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }  
        }
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"***********生产者结束生产***********");
	}
}

  消费者类

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public class Consumer implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"***********消费者开始消费***********");
		for(int j=0;j<=8;j++){
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Box.getInstance().consume();  
        }
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"***********消费者结束消费***********");
	}
}

  测试类以及结果

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public class Test {
	public static void main(String args[]) throws Exception{
		Producer p = new Producer();
		Consumer c = new Consumer();
		p.start();
		new Thread(c);
		Thread.sleep(2000);//为了使结果展示层次更加清楚
		new Thread(c).start();
	}
}
Thread-0***********生产者开始生产***********
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：1
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：2
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：3
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：4
Thread-2***********消费者开始消费***********
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
当前线程：Thread-0--生产者生产了一个商品，当前库存量：5
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：4
Thread-0***********生产者结束生产***********
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：3
当前线程：Thread-2--消费者消费了一个商品，当前库存量：2
Thread-2***********消费者结束消费***********