java生产者消费者问题代码分析
作者要的是一个生产者生成,接着必须有一个消费者消费,那这不是需要单线程吗?或者使用1个大小的阻塞队列。所以只谈论问题本身,不谈论好不好。
具体代码:
- import java.util.concurrent.locks.Condition;
- import java.util.concurrent.locks.Lock;
- import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
- //生产/消费者模式
- public class Basket {
- Lock lock = new ReentrantLock();
- // 产生Condition对象
- Condition produced = lock.newCondition();
- Condition consumed = lock.newCondition();
- boolean available = false;
- public void produce() throws InterruptedException {
- lock.lock();
- try {
- if (available) {
- produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
- }
- System.out.println("Apple produced.");
- available = true;
- consumed.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- public void consume() throws InterruptedException {
- lock.lock();
- try {
- if (!available) {
- consumed.await(); // 放弃lock进入睡眠
- }
- /* 吃苹果 */
- System.out.println("Apple consumed.");
- available = false;
- produced.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- }
import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; //生产/消费者模式 public class Basket { Lock lock = new ReentrantLock(); // 产生Condition对象 Condition produced = lock.newCondition(); Condition consumed = lock.newCondition(); boolean available = false; public void produce() throws InterruptedException { lock.lock(); try { if (available) { produced.await(); // 放弃lock进入睡眠 } System.out.println("Apple produced."); available = true; consumed.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程 } finally { lock.unlock(); } } public void consume() throws InterruptedException { lock.lock(); try { if (!available) { consumed.await(); // 放弃lock进入睡眠 } /* 吃苹果 */ System.out.println("Apple consumed."); available = false; produced.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程 } finally { lock.unlock(); } } }
- import java.util.concurrent.ExecutorService;
- import java.util.concurrent.Executors;
- //测试用类
- public class ConditionTester {
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- final Basket basket = new Basket();
- // 定义一个producer
- Runnable producer = new Runnable() {
- public void run() {
- try {
- basket.produce();
- } catch (InterruptedException ex) {
- ex.printStackTrace();
- }
- }
- };
- // 定义一个consumer
- Runnable consumer = new Runnable() {
- public void run() {
- try {
- basket.consume();
- } catch (InterruptedException ex) {
- ex.printStackTrace();
- }
- }
- };
- // 各产生10个consumer和producer
- ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
- for (int i = ; i < ; i++)
- service.submit(consumer);
- Thread.sleep( * );
- for (int i = ; i < ; i++)
- service.submit(producer);
- service.shutdown();
- }
- }
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; //测试用类
public class ConditionTester { public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final Basket basket = new Basket(); // 定义一个producer
Runnable producer = new Runnable() {
public void run() {
try {
basket.produce();
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}; // 定义一个consumer
Runnable consumer = new Runnable() {
public void run() {
try {
basket.consume();
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}; // 各产生10个consumer和producer
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 4; i++)
service.submit(consumer); Thread.sleep(2000 * 2); for (int i = 0; i < 4; i++)
service.submit(producer); service.shutdown();
}
}
原因分析:
1、假设前面有2个producer(此时available=true)
1.1、一个在等待lock
1.2、一个await
2、consumer生成内容后,available=false,produced.signal(); 最后lock.unlock();
3.1、因为lock.unlock所以会触发一个lock获取到锁(虽然signal也会触发等待这个条件的其他线程,但是多线程大家都知道什么时候触发这是不确定的),如果此时正好是[1.1]那么因为available=false,执行完释放锁
3.2、produced.signal()所以会触发一个await的producer;
解决方案:
只要保证[3.1]还是需要await即可解决问题
所以加一个 AtomicInteger producedAwaitCounter = new AtomicInteger(0); 统计当前等待的生产者,如果当前available=false,但已经有生产者生成了内容,那么先等待消费者消费了再说
if (available || producedAwaitCounter.get() > 0) {
producedAwaitCounter.incrementAndGet();
produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
producedAwaitCounter.decrementAndGet();
}
当然最简单的是使用:自旋,原理可以自己分析下:
while (available) {
produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
}
- package com.sishuok.es.test;
- import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
- import java.util.concurrent.locks.Condition;
- import java.util.concurrent.locks.Lock;
- import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
- //生产/消费者模式
- public class Basket {
- Lock lock = new ReentrantLock(true);
- // 产生Condition对象
- Condition produced = lock.newCondition();
- Condition consumed = lock.newCondition();
- boolean available = false;
- AtomicInteger producedAwaitCounter = new AtomicInteger();
- public void produce() throws InterruptedException {
- lock.lock();
- try {
- if (available || producedAwaitCounter.get() > ) {
- producedAwaitCounter.incrementAndGet();
- produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
- producedAwaitCounter.decrementAndGet();
- }
- System.out.println("Apple produced.");
- available = true;
- consumed.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- public void consume() throws InterruptedException {
- lock.lock();
- try {
- if (!available) {
- consumed.await(); // 放弃lock进入睡眠
- }
- /* 吃苹果 */
- System.out.println("Apple consumed.");
- available = false;
- produced.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- }
package com.sishuok.es.test; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; //生产/消费者模式 public class Basket { Lock lock = new ReentrantLock(true); // 产生Condition对象 Condition produced = lock.newCondition(); Condition consumed = lock.newCondition(); boolean available = false;
AtomicInteger producedAwaitCounter = new AtomicInteger(0); public void produce() throws InterruptedException { lock.lock(); try { if (available || producedAwaitCounter.get() > 0) {
producedAwaitCounter.incrementAndGet();
produced.await(); // 放弃lock进入睡眠
producedAwaitCounter.decrementAndGet();
} System.out.println("Apple produced."); available = true; consumed.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程 } finally {
lock.unlock();
} } public void consume() throws InterruptedException { lock.lock(); try { if (!available) {
consumed.await(); // 放弃lock进入睡眠
} /* 吃苹果 */ System.out.println("Apple consumed."); available = false; produced.signal(); // 发信号唤醒等待这个Condition的线程
} finally {
lock.unlock();
} } }
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