Java多線程之生產(chǎn)者消費者模式詳解
問題:
1.什么是阻塞隊列?如何使用阻塞隊列來實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費者模型?
2. 生產(chǎn)者消費者模型的作用是什么?
1. 生產(chǎn)者消費者模型
在生產(chǎn)者-消費者模式中,通常有兩類線程,即生產(chǎn)者線程(若干個)和消費者線程(若干個)。生產(chǎn)者線程向消息隊列加入數(shù)據(jù),消費者線程則從消息隊列消耗數(shù)據(jù)。生產(chǎn)者和消費者、消息隊列之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)圖如圖:
(1) 消息隊列可以用來平衡生產(chǎn)和消費的線程資源;
(2) 生產(chǎn)者僅負(fù)責(zé)產(chǎn)生結(jié)果數(shù)據(jù),不關(guān)心數(shù)據(jù)該如何處理,而消費者專心處理結(jié)果數(shù)據(jù) ;
(3) 消息隊列是有容量限制的,消息隊列滿后,生產(chǎn)者不能再加入數(shù)據(jù);消息隊列空時,消費者不能再取出數(shù)據(jù);
(4) 消息隊列是線程安全的,在并發(fā)操作消息隊列的過程中,不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況;或者在多個線程并發(fā)更改共享數(shù)據(jù)后,不會造成出現(xiàn)臟數(shù)據(jù)的情況;
(5) JDK 中各種阻塞隊列,采用的就是這種模式;
2. 實現(xiàn)生產(chǎn)者消費者模型
1、消息隊列中存放的消息類:
/** * 消息隊列中存放的消息類 */ final public class Message { private int id; private int value; public Message(int id,int value){ this.id = id; this.value = value; } public int getId() { return id; } public int getValue() { return value; } }
2、實現(xiàn)阻塞隊列(消息隊列) :
import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import java.util.LinkedList; /** * 實現(xiàn)一個阻塞隊列(消息隊列),實現(xiàn)java線程間通信 */ @Slf4j public class MessageQueue { // 消息隊列的容量 private int capacity; // 消息隊列 LinkedList<Message> messageQueue = new LinkedList<>(); // 設(shè)置消息隊列的容量 public MessageQueue(int capacity){ this.capacity = capacity; } // 從消息隊列中取消息 public Message take(){ synchronized (messageQueue){ // 如果消息隊列為空 while (messageQueue.isEmpty()){ try { log.debug("隊列為空, 消費者線程等待"); messageQueue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } Message message = messageQueue.removeFirst(); log.debug("已消費消息 {}", message); // 走到這,說明消息隊列不為null messageQueue.notifyAll(); return message; } } // 往消息隊列中放消息 public void put(Message message){ synchronized (messageQueue){ // 如果消息隊列已滿 while (messageQueue.size()==capacity){ try { log.debug("隊列已滿, 生產(chǎn)者線程等待"); messageQueue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } messageQueue.addLast(message); log.debug("已生產(chǎn)消息 {}", message); // 走到這,說明消息隊列不滿 messageQueue.notifyAll(); } } }
3、測試:
public class Main { 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,id)); },"生產(chǎn)者").start(); } new Thread(()->{ while (true){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } Message message = queue.take(); } },"消費者").start(); } }
執(zhí)行結(jié)果:
15:31:28.488 [生產(chǎn)者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 已生產(chǎn)消息 com.example.test.Message@54309a75
15:31:28.507 [生產(chǎn)者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 已生產(chǎn)消息 com.example.test.Message@50915389
15:31:28.507 [生產(chǎn)者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 隊列已滿, 生產(chǎn)者線程等待
15:31:29.486 [消費者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 已消費消息 com.example.test.Message@54309a75
15:31:29.486 [生產(chǎn)者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 已生產(chǎn)消息 com.example.test.Message@6340ac12
15:31:30.487 [消費者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 已消費消息 com.example.test.Message@50915389
15:31:31.487 [消費者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 已消費消息 com.example.test.Message@6340ac12
15:31:32.488 [消費者] DEBUG com.example.test.MessageQueue - 隊列為空, 消費者線程等待
3. 生產(chǎn)者消費者模型的作用是什么?
(1) 通過平衡生產(chǎn)者的生產(chǎn)能力和消費者的消費能力來提升整個系統(tǒng)的運行效率 ;
(2) 解耦,解耦意味著生產(chǎn)者和消費者之間的聯(lián)系少,聯(lián)系越少越可以獨自發(fā)展而不需要收到相互的制約;
總結(jié)
本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
相關(guān)文章
java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中哈希表知識點詳解
在本篇文章里小編給大家分享了關(guān)于java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中哈希表的相關(guān)知識點內(nèi)容,需要的朋友們學(xué)習(xí)下。2019-06-06Maven項目無法加載jdbc.properties的問題解決
本文主要介紹了Maven項目無法加載jdbc.properties的問題解決,文章首先分析了問題的原因,然后提供了解決方法,對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2023-08-08Spring Boot2.0整合ES5實現(xiàn)文章內(nèi)容搜索實戰(zhàn)
這篇文章主要介紹了Spring Boot2.0整合ES5實現(xiàn)文章內(nèi)容搜索實戰(zhàn),小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2018-01-01POI導(dǎo)出之Excel實現(xiàn)單元格的背景色填充問題
這篇文章主要介紹了POI導(dǎo)出之Excel實現(xiàn)單元格的背景色填充問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2023-03-03Java整型數(shù)與網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序byte[]數(shù)組轉(zhuǎn)換關(guān)系詳解
這篇文章主要介紹了Java整型數(shù)與網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序byte[]數(shù)組轉(zhuǎn)換關(guān)系,結(jié)合實例形式歸納整理了java整型數(shù)和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的byte[]之間轉(zhuǎn)換的各種情況,需要的朋友可以參考下2017-08-08基于Zookeeper實現(xiàn)服務(wù)注冊和服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能
無論是采用SOA還是微服務(wù)架構(gòu),都需要使用服務(wù)注冊和服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件,本文將基于 Zookeeper 實現(xiàn)服務(wù)注冊和服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能,如果跟我一樣有同樣的困惑,希望可以通過本文了解其他組件如何使用 Zookeeper 作為注冊中心的工作原理2023-09-09