Java生產者消費者

来源:https://www.cnblogs.com/yaomagician/archive/2023/03/24/17253196.html
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生產者消費者問題 簡介 生產者消費者模式並不是GOF提出的23種設計模式之一,23種設計模式都是建立在面向對象的基礎之上的,但其實面向過程的編程中也有很多高效的編程模式,生產者消費者模式便是其中之一,它是我們編程過程中最常用的一種設計模式。 在實際的軟體開發過程中,經常會碰到如下場景:某個模塊負責產 ...


生產者消費者問題

簡介

生產者消費者模式並不是GOF提出的23種設計模式之一,23種設計模式都是建立在面向對象的基礎之上的,但其實面向過程的編程中也有很多高效的編程模式,生產者消費者模式便是其中之一,它是我們編程過程中最常用的一種設計模式。

在實際的軟體開發過程中,經常會碰到如下場景:某個模塊負責產生數據,這些數據由另一個模塊來負責處理(此處的模塊是廣義的,可以是類、函數、線程、進程等)。產生數據的模塊,就形象地稱為生產者;而處理數據的模塊,就稱為消費者。

單單抽象出生產者和消費者,還夠不上是生產者/消費者模式。該模式還需要有一個緩衝區處於生產者和消費者之間,作為一個中介。生產者把數據放入緩衝區,而消費者從緩衝區取出數據

為了不至於太抽象,我們舉一個寄信的例子(雖說這年頭寄信已經不時興,但這個例子還是比較貼切的)。假設你要寄一封平信,大致過程如下:

    1、你把信寫好——相當於生產者製造數據

    2、你把信放入郵筒——相當於生產者把數據放入緩衝區

    3、郵遞員把信從郵筒取出——相當於消費者把數據取出緩衝區

    4、郵遞員把信拿去郵局做相應的處理——相當於消費者處理數據

緩存區

緩存區的作用

 解 耦

假設生產者和消費者分別是兩個類。如果讓生產者直接調用消費者的某個方法,那麼生產者對於消費者就會產生依賴(也就是耦合)。將來如果消費者的代碼發生變化,可能會影響到生產者。而如果兩者都依賴於某個緩衝區,兩者之間不直接依賴,耦合也就相應降低了。

接著上述的例子,如果不使用郵筒(也就是緩衝區),你必須得把信直接交給郵遞員。有同學會說,直接給郵遞員不是挺簡單的嘛?其實不簡單,你必須得認識誰是郵遞員,才能把信給他(光憑身上穿的制服,萬一有人假冒,就慘了)。這就產生和你和郵遞員之間的依賴(相當於生產者和消費者的強耦合)。萬一哪天郵遞員換人了,你還要重新認識一下(相當於消費者變化導致修改生產者代碼)。而郵筒相對來說比較固定,你依賴它的成本就比較低(相當於和緩衝區之間的弱耦合)。

 支持併發(concurrency)

生產者直接調用消費者的某個方法,還有另一個弊端。由於函數調用是同步的(或者叫阻塞的),在消費者的方法沒有返回之前,生產者只好一直等在那邊。萬一消費者處理數據很慢,生產者就會白白糟蹋大好時光。

使用了生產者/消費者模式之後,生產者和消費者可以是兩個獨立的併發主體(常見併發類型有進程和線程兩種,後面的帖子會講兩種併發類型下的應用)。生產者把製造出來的數據往緩衝區一丟,就可以再去生產下一個數據。基本上不用依賴消費者的處理速度。

其實當初這個模式,主要就是用來處理併發問題的。

從寄信的例子來看。如果沒有郵筒,你得拿著信傻站在路口等郵遞員過來收(相當於生產者阻塞);又或者郵遞員得挨家挨戶問,誰要寄信(相當於消費者輪詢)。不管是哪種方法,都挺土的。

支持忙閑不均

緩衝區還有另一個好處。如果製造數據的速度時快時慢,緩衝區的好處就體現出來了。當數據製造快的時候,消費者來不及處理,未處理的數據可以暫時存在緩衝區中。等生產者的製造速度慢下來,消費者再慢慢處理掉。

為了充分復用,我們再拿寄信的例子來說事。假設郵遞員一次只能帶走1000封信。萬一某次碰上情人節(也可能是聖誕節)送賀卡,需要寄出去的信超過1000封,這時候郵筒這個緩衝區就派上用場了。郵遞員把來不及帶走的信暫存在郵筒中,等下次過來時再拿走。

何謂數據單元捏?簡單地說,每次生產者放到緩衝區的,就是一個數據單元;每次消費者從緩衝區取出的,也是一個數據單元。對於前一個帖子中寄信的例子,我們可以把每一封單獨的信件看成是一個數據單元。

不過光這麼介紹,太過於簡單,無助於大伙兒分析出這玩意兒。所以,後面咱們來看一下數據單元需要具備哪些特性。搞明白這些特性之後,就容易從複雜的業務邏輯中分析出適合做數據單元的東西了。

數據單元的特性

 

分析數據單元,需要考慮如下幾個方面的特性:

關聯到業務對象

首先,數據單元必須關聯到某種業務對象。在考慮該問題的時候,你必須深刻理解當前這個生產者/消費者模式所對應的業務邏輯,才能夠作出合適的判斷。

由於“寄信”這個業務邏輯比較簡單,所以大伙兒很容易就可以判斷出數據單元是啥。但現實生活中,往往沒這麼樂觀。大多數業務邏輯都比較複雜,當中包含的業務對象是層次繁多、類型各異。在這種情況下,就不易作出決策了。

這一步很重要,如果選錯了業務對象,會導致後續程式設計和編碼實現的複雜度大為上升,增加了開發和維護成本。

完整性

所謂完整性,就是在傳輸過程中,要保證該數據單元的完整。要麼整個數據單元被傳遞到消費者,要麼完全沒有傳遞到消費者。不允許出現部分傳遞的情形。

對於寄信來說,你不能把半封信放入郵筒;同樣的,郵遞員從郵筒中拿信,也不能只拿出信的一部分。

獨立性

 所謂獨立性,就是各個數據單元之間沒有互相依賴,某個數據單元傳輸失敗不應該影響已經完成傳輸的單元;也不應該影響尚未傳輸的單元。

為啥會出現傳輸失敗捏?假如生產者的生產速度在一段時間內一直超過消費者的處理速度,那就會導致緩衝區不斷增長並達到上限,之後的數據單元就會被丟棄。如果數據單元相互獨立,等到生產者的速度降下來之後,後續的數據單元繼續處理,不會受到牽連;反之,如果數據單元之間有某種耦合,導致被丟棄的數據單元會影響到後續其它單元的處理,那就會使程式邏輯變得非常複雜。

對於寄信來說,某封信弄丟了,不會影響後續信件的送達;當然更不會影響已經送達的信件。

顆粒度

前面提到,數據單元需要關聯到某種業務對象。那麼數據單元和業務對象是否要一一對應捏?很多場合確實是一一對應的。

不過,有時出於性能等因素的考慮,也可能會把N個業務對象打包成一個數據單元。那麼,這個N該如何取值就是顆粒度的考慮了。顆粒度的大小是有講究的。太大的顆粒度可能會造成某種浪費;太小的顆粒度可能會造成性能問題。顆粒度的權衡要基於多方面的因素,以及一些經驗值的考量。

還是拿寄信的例子。如果顆粒度過小(比如設定為1),那郵遞員每次只取出1封信。如果信件多了,那就得來回跑好多趟,浪費了時間。如果顆粒度太大(比如設定為100),那寄信的人得等到湊滿100封信才拿去放入郵筒。假如平時很少寫信,就得等上很久,也不太爽。

可能有同學會問:生產者和消費者的顆粒度能否設置成不同大小(比如對於寄信人設置成1,對於郵遞員設置成100)。當然,理論上可以這麼乾,但是在某些情況下會增加程式邏輯和代碼實現的複雜度。後面討論具體技術細節時,或許會聊到這個問題。

作者生產者/消費者模式的理解及實現(整理) - Luego - 博客園 (cnblogs.com)

生產者消費者問題是研究多線程程式時繞不開的經典問題之一,它描述是有一塊緩衝區作為倉庫,生產者可以將產品放入倉庫,消費者則可以從倉庫中取走產品。解決生產者/消費者問題的方法可分為兩類:

(1)採用某種機制保護生產者和消費者之間的同步;

(2)在生產者和消費者之間建立一個管道。

第一種方式有較高的效率,並且易於實現,代碼的可控制性較好,屬於常用的模式。

第二種管道緩衝區不易控制,被傳輸數據對象不易於封裝等,實用性不強。因此本文只介紹同步機制實現的生產者/消費者問題。

同步問題核心在於:如何保證同一資源被多個線程併發訪問時的完整性。常用的同步方法是採用信號或加鎖機制,保證資源在任意時刻至多被一個線程訪問。Java語言在多線程編程上實現了完全對象化,提供了對同步機制的良好支持。在Java中一共有四種方法支持同步,其中前三個是同步方法,一個是管道方法。

(1)wait() / notify()方法

(2)await() / signal()方法

(3)BlockingQueue阻塞隊列方法

(4)PipedInputStream / PipedOutputStream

本文只介紹最常用的前三種,第四種暫不做討論,有興趣的讀者可以自己去網上找答案。

 

 

一、wait() / notify()方法

wait() / nofity()方法是基類Object的兩個方法,也就意味著所有Java類都會擁有這兩個方法,這樣,我們就可以為任何對象實現同步機制。

wait()方法:當緩衝區已滿/空時,生產者/消費者線程停止自己的執行,放棄鎖,使自己處於等等狀態,讓其他線程執行。

notify()方法:當生產者/消費者向緩衝區放入/取出一個產品時,向其他等待的線程發出可執行的通知,同時放棄鎖,使自己處於等待狀態。

光看文字可能不太好理解,咱來段代碼就明白了:

import java.util.LinkedList;
​
/**
 * 倉庫類Storage實現緩衝區
 * 
 * Email:[email protected]
 * 
 * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
 * 
 */
public class Storage
{
    // 倉庫最大存儲量
    private final int MAX_SIZE = 100;
​
    // 倉庫存儲的載體
    private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();
​
    // 生產num個產品
    public void produce(int num)
    {
        // 同步代碼段
        synchronized (list)
        {
            // 如果倉庫剩餘容量不足
            while (list.size() + num > MAX_SIZE)
            {
                System.out.println("【要生產的產品數量】:" + num + "/t【庫存量】:"+ list.size() + "/t暫時不能執行生產任務!");
                try
                {
                    // 由於條件不滿足,生產阻塞
                    list.wait();
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
​
            // 生產條件滿足情況下,生產num個產品
            for (int i = 1; i <= num; ++i)
            {
                list.add(new Object());
            }
​
            System.out.println("【已經生產產品數】:" + num + "/t【現倉儲量為】:" + list.size());
​
            list.notifyAll();
        }
    }
​
    // 消費num個產品
    public void consume(int num)
    {
        // 同步代碼段
        synchronized (list)
        {
            // 如果倉庫存儲量不足
            while (list.size() < num)
            {
                System.out.println("【要消費的產品數量】:" + num + "/t【庫存量】:" + list.size() + "/t暫時不能執行生產任務!");
                try
                {
                    // 由於條件不滿足,消費阻塞
                    list.wait();
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
​
            // 消費條件滿足情況下,消費num個產品
            for (int i = 1; i <= num; ++i)
            {
                list.remove();
            }
​
            System.out.println("【已經消費產品數】:" + num + "/t【現倉儲量為】:" + list.size());
​
            list.notifyAll();
        }
    }
​
    // get/set方法
    public LinkedList<Object> getList()
    {
        return list;
    }
​
    public void setList(LinkedList<Object> list)
    {
        this.list = list;
    }
​
    public int getMAX_SIZE()
    {
        return MAX_SIZE;
    }
}
/**
 * 生產者類Producer繼承線程類Thread
 * 
 * Email:[email protected]
 * 
 * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
 * 
 */
public class Producer extends Thread
{
    // 每次生產的產品數量
    private int num;
​
    // 所在放置的倉庫
    private Storage storage;
​
    // 構造函數,設置倉庫
    public Producer(Storage storage)
    {
        this.storage = storage;
    }
​
    // 線程run函數
    public void run()
    {
        produce(num);
    }
​
    // 調用倉庫Storage的生產函數
    public void produce(int num)
    {
        storage.produce(num);
    }
​
    // get/set方法
    public int getNum()
    {
        return num;
    }
​
    public void setNum(int num)
    {
        this.num = num;
    }
​
    public Storage getStorage()
    {
        return storage;
    }
​
    public void setStorage(Storage storage)
    {
        this.storage = storage;
    }
}
/**
 * 消費者類Consumer繼承線程類Thread
 * 
 * Email:[email protected]
 * 
 * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
 * 
 */
public class Consumer extends Thread
{
    // 每次消費的產品數量
    private int num;
​
    // 所在放置的倉庫
    private Storage storage;
​
    // 構造函數,設置倉庫
    public Consumer(Storage storage)
    {
        this.storage = storage;
    }
​
    // 線程run函數
    public void run()
    {
        consume(num);
    }
​
    // 調用倉庫Storage的生產函數
    public void consume(int num)
    {
        storage.consume(num);
    }
​
    // get/set方法
    public int getNum()
    {
        return num;
    }
​
    public void setNum(int num)
    {
        this.num = num;
    }
​
    public Storage getStorage()
    {
        return storage;
    }
​
    public void setStorage(Storage storage)
    {
        this.storage = storage;
    }
}
/**
 * 測試類Test
 * 
 * Email:[email protected]
 * 
 * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
 * 
 */
public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 倉庫對象
        Storage storage = new Storage();
​
        // 生產者對象
        Producer p1 = new Producer(storage);
        Producer p2 = new Producer(storage);
        Producer p3 = new Producer(storage);
        Producer p4 = new Producer(storage);
        Producer p5 = new Producer(storage);
        Producer p6 = new Producer(storage);
        Producer p7 = new Producer(storage);
​
        // 消費者對象
        Consumer c1 = new Consumer(storage);
        Consumer c2 = new Consumer(storage);
        Consumer c3 = new Consumer(storage);
​
        // 設置生產者產品生產數量
        p1.setNum(10);
        p2.setNum(10);
        p3.setNum(10);
        p4.setNum(10);
        p5.setNum(10);
        p6.setNum(10);
        p7.setNum(80);
​
        // 設置消費者產品消費數量
        c1.setNum(50);
        c2.setNum(20);
        c3.setNum(30);
​
        // 線程開始執行
        c1.start();
        c2.start();
        c3.start();
        p1.start();
        p2.start();
        p3.start();
        p4.start();
        p5.start();
        p6.start();
        p7.start();
    }
}
【要消費的產品數量】:50   【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30   【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:20   【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:10
【要消費的產品數量】:20   【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30   【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:50   【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:20
【要消費的產品數量】:50   【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30   【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【已經消費產品數】:20    【現倉儲量為】:0
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:10
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:20
【已經生產產品數】:80    【現倉儲量為】:100
【要生產的產品數量】:10   【庫存量】:100   暫時不能執行生產任務!
【已經消費產品數】:30    【現倉儲量為】:70
【已經消費產品數】:50    【現倉儲量為】:20
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:30
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:40

看完上述代碼,對wait() / notify()方法實現的同步有了瞭解。你可能會對Storage類中為什麼要定義public void produce(int num);和public void consume(int num);方法感到不解,為什麼不直接在生產者類Producer和消費者類Consumer中實現這兩個方法,卻要調用Storage類中的實現呢?淡定,後文會有解釋。我們先往下走。

練習一個小例子

使用多線程進行交替輸出奇數偶數。t1輸出奇數,t2輸出偶數。

package com.example;
​
public class ProducerAndCustomer {
    /*
        使用多線程進行交替輸出奇數偶數。t1輸出奇數,t2輸出偶數。
 */
    public static void main(String[] args) {
        Num num = new Num();
        Thread t1 = new Thread(new Producterb(num));
        Thread t2 = new Thread(new Customer(num));
        t1.setName("t1");
        t2.setName("t2");
        t1.start();
        t2.start();
​
    }
}
    class Num{
        int i = 1;
    }
    class Producterb implements Runnable{
        private Num num;
​
​
        public Producterb(Num num) {
            this.num = num;
        }
​
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                synchronized (num) {
                    if (num.i % 2 == 0) {
                        try {
                            Thread.sleep(1000);//休眠一秒可以跟好的看見執行效果
                            num.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
​
                //程式可以走到這裡說明num是奇數
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+num.i++);
                    num.notifyAll();
            }
            }
        }
    }
    class Customer implements Runnable{
        private Num num;
​
        public Customer(Num num) {
            this.num = num;
        }
​
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                synchronized (num) {
                    if (num.i % 2 == 1) {
                        try {
                            Thread.sleep(1000);
                            num.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
​
                //程式執行到此說明num是奇數
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+num.i++);
​
                num.notifyAll();
            }
            }
        }
    }

 

二、await() / signal()方法

在JDK5.0之後,Java提供了更加健壯的線程處理機制,包括同步、鎖定、線程池等,它們可以實現更細粒度的線程式控制制。await()和signal()就是其中用來做同步的兩種方法,它們的功能基本上和wait() / nofity()相同,完全可以取代它們,但是它們和新引入的鎖定機制Lock直接掛鉤,具有更大的靈活性。通過在Lock對象上調用newCondition()方法,將條件變數和一個鎖對象進行綁定,進而控制併發程式訪問競爭資源的安全。下麵來看代碼:

import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
​
/**
 * 倉庫類Storage實現緩衝區
 * 
 * Email:[email protected]
 * 
 * @author MONKEY.D.MENG 2011-03-15
 * 
 */
public class Storage
{
    // 倉庫最大存儲量
    private final int MAX_SIZE = 100;
​
    // 倉庫存儲的載體
    private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();
​
    // 鎖
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
​
    // 倉庫滿的條件變數
    private final Condition full = lock.newCondition();
​
    // 倉庫空的條件變數
    private final Condition empty = lock.newCondition();
​
    // 生產num個產品
    public void produce(int num)
    {
        // 獲得鎖
        lock.lock();
​
        // 如果倉庫剩餘容量不足
        while (list.size() + num > MAX_SIZE)
        {
            System.out.println("【要生產的產品數量】:" + num + "/t【庫存量】:" + list.size()
                    + "/t暫時不能執行生產任務!");
            try
            {
                // 由於條件不滿足,生產阻塞
                full.await();
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
​
        // 生產條件滿足情況下,生產num個產品
        for (int i = 1; i <= num; ++i)
        {
            list.add(new Object());
        }
​
        System.out.println("【已經生產產品數】:" + num + "/t【現倉儲量為】:" + list.size());
​
        // 喚醒其他所有線程
        full.signalAll();
        empty.signalAll();
​
        // 釋放鎖
        lock.unlock();
    }
​
    // 消費num個產品
    public void consume(int num)
    {
        // 獲得鎖
        lock.lock();
​
        // 如果倉庫存儲量不足
        while (list.size() < num)
        {
            System.out.println("【要消費的產品數量】:" + num + "/t【庫存量】:" + list.size()
                    + "/t暫時不能執行生產任務!");
            try
            {
                // 由於條件不滿足,消費阻塞
                empty.await();
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
​
        // 消費條件滿足情況下,消費num個產品
        for (int i = 1; i <= num; ++i)
        {
            list.remove();
        }
​
        System.out.println("【已經消費產品數】:" + num + "/t【現倉儲量為】:" + list.size());
​
        // 喚醒其他所有線程
        full.signalAll();
        empty.signalAll();
​
        // 釋放鎖
        lock.unlock();
    }
​
    // set/get方法
    public int getMAX_SIZE()
    {
        return MAX_SIZE;
    }
​
    public LinkedList<Object> getList()
    {
        return list;
    }
​
    public void setList(LinkedList<Object> list)
    {
        this.list = list;
    }
}
【要消費的產品數量】:50   【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30   【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:10
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:20
【要消費的產品數量】:50   【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30   【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:30
【要消費的產品數量】:50   【庫存量】:30    暫時不能執行生產任務!
【已經消費產品數】:20    【現倉儲量為】:10
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:20
【要消費的產品數量】:30   【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:80    【現倉儲量為】:100
【要生產的產品數量】:10   【庫存量】:100   暫時不能執行生產任務!
【已經消費產品數】:50    【現倉儲量為】:50
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:60
【已經消費產品數】:30    【現倉儲量為】:30
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:40
​

 

三、BlockingQueue阻塞隊列方法

BlockingQueue是JDK5.0的新增內容,它是一個已經在內部實現了同步的隊列,實現方式採用的是我們第2種await() / signal()方法。它可以在生成對象時指定容量大小。它用於阻塞操作的是put()和take()方法。

put()方法:類似於我們上面的生產者線程,容量達到最大時,自動阻塞。

take()方法:類似於我們上面的消費者線程,容量為0時,自動阻塞。

關於BlockingQueue的內容網上有很多,大家可以自己搜,我在這不多介紹。下麵直接看代碼,跟以往一樣,我們只需要更改倉庫類Storage的代碼即可:

 

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
​
/**
 * 倉庫類Storage實現緩衝區
 * 
 */
public class Storage
{
    // 倉庫最大存儲量
    private final int MAX_SIZE = 100;
​
    // 倉庫存儲的載體
    private LinkedBlockingQueue<Object> list = new LinkedBlockingQueue<Object>(
            100);
​
    // 生產num個產品
    public void produce(int num)
    {
        // 如果倉庫剩餘容量為0
        if (list.size() == MAX_SIZE)
        {
            System.out.println("【庫存量】:" + MAX_SIZE + "/t暫時不能執行生產任務!");
        }
​
        // 生產條件滿足情況下,生產num個產品
        for (int i = 1; i <= num; ++i)
        {
            try
            {
                // 放入產品,自動阻塞
                list.put(new Object());
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
​
            System.out.println("【現倉儲量為】:" + list.size());
        }
    }
​
    // 消費num個產品
    public void consume(int num)
    {
        // 如果倉庫存儲量不足
        if (list.size() == 0)
        {
            System.out.println("【庫存量】:0/t暫時不能執行生產任務!");
        }
​
        // 消費條件滿足情況下,消費num個產品
        for (int i = 1; i <= num; ++i)
        {
            try
            {
                // 消費產品,自動阻塞
                list.take();
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
​
        System.out.println("【現倉儲量為】:" + list.size());
    }
​
    // set/get方法
    public LinkedBlockingQueue<Object> getList()
    {
        return list;
    }
​
    public void setList(LinkedBlockingQueue<Object> list)
    {
        this.list = list;
    }
​
    public int getMAX_SIZE()
    {
        return MAX_SIZE;
    }
}
【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【庫存量】:0 暫時不能執行生產任務!
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:4
【現倉儲量為】:5
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:7
【現倉儲量為】:8
【現倉儲量為】:9
【現倉儲量為】:10
【現倉儲量為】:11
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:13
【現倉儲量為】:14
【現倉儲量為】:17
【現倉儲量為】:19
【現倉儲量為】:20
【現倉儲量為】:21
【現倉儲量為】:22
【現倉儲量為】:23
【現倉儲量為】:24
【現倉儲量為】:25
【現倉儲量為】:26
【現倉儲量為】:12
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:4
【現倉儲量為】:5
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:7
【現倉儲量為】:27
【現倉儲量為】:8
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:18
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:4
【現倉儲量為】:5
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:7
【現倉儲量為】:8
【現倉儲量為】:9
【現倉儲量為】:10
【現倉儲量為】:16
【現倉儲量為】:11
【現倉儲量為】:12
【現倉儲量為】:13
【現倉儲量為】:14
【現倉儲量為】:15
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:15
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:0
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:4
【現倉儲量為】:0
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:5
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:7
【現倉儲量為】:8
【現倉儲量為】:9
【現倉儲量為】:10
【現倉儲量為】:11
【現倉儲量為】:12
【現倉儲量為】:13
【現倉儲量為】:14
【現倉儲量為】:15
【現倉儲量為】:16
【現倉儲量為】:17
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:4
【現倉儲量為】:5
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:1
【現倉儲量為】:2
【現倉儲量為】:3
【現倉儲量為】:4
【現倉儲量為】:5
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:7
【現倉儲量為】:8
【現倉儲量為】:9
【現倉儲量為】:10
【現倉儲量為】:11
【現倉儲量為】:12
【現倉儲量為】:13
【現倉儲量為】:14
【現倉儲量為】:15
【現倉儲量為】:16
【現倉儲量為】:17
【現倉儲量為】:18
【現倉儲量為】:19
【現倉儲量為】:6
【現倉儲量為】:7
【現倉儲量為】:8
【現倉儲量為】:9
【現倉儲量為】:10
【現倉儲量為】:11
【現倉儲量為】:12
【現倉儲量為】:13
【現倉儲量為】:14
【現倉儲量為】:15
【現倉儲量為】:16
【現倉儲量為】:17
【現倉儲量為】:18
【現倉儲量為】:19
【現倉儲量為】:20
【現倉儲量為】:21
【現倉儲量為】:22
【現倉儲量為】:23
【現倉儲量為】:24
【現倉儲量為】:25
【現倉儲量為】:26
【現倉儲量為】:27
【現倉儲量為】:28
【現倉儲量為】:29
【現倉儲量為】:30
【現倉儲量為】:31
【現倉儲量為】:32
【現倉儲量為】:33
【現倉儲量為】:34
【現倉儲量為】:35
【現倉儲量為】:36
【現倉儲量為】:37
【現倉儲量為】:38
【現倉儲量為】:39
【現倉儲量為】:40

當然,你會發現這時對於public void produce(int num);和public void consume(int num);方法業務邏輯上的實現跟前面兩個例子不太一樣,沒關係,這個例子只是為了說明BlockingQueue阻塞隊列的使用。

有時使用BlockingQueue可能會出現put()和System.out.println()輸出不匹配的情況,這是由於它們之間沒有同步造成的。當緩衝區已滿,生產者在put()操作時,put()內部調用了await()方法,放棄了線程的執行,然後消費者線程執行,調用take()方法,take()內部調用了signal()方法,通知生產者線程可以執行,致使在消費者的println()還沒運行的情況下生產者的println()先被執行,所以有了輸出不匹配的情況。

對於BlockingQueue大家可以放心使用,這可不是它的問題,只是在它和別的對象之間的同步有問題。


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