欢送来到《并发王者课》，本文是该系列文章中的第10篇。

在本篇文章中，我将为你介绍并发中的经典问题-生产者与消费者问题，并基于后面系列文章的知识点，通过wait、notify实现这一问题的简版计划。

一、生产者与消费者问题

生产者消费者问题（Producer-consumer problem），也称无限缓冲问题（Bounded-buffer problem），是一个多过程、线程同步问题的经典案例。

这个问题形容了共享固定大小缓冲区的两个过程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在理论运行时会产生的问题。生产者的次要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，而后反复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区耗费这些数据。

生产者与消费者问题的关键在于要保障生产者不会在缓冲区满时退出数据，消费者也不会在缓冲区中空时耗费数据。

要解决该问题，就必须让生产者在缓冲区满时休眠（要么罗唆就放弃数据），等到下次消费者耗费缓冲区中的数据的时候，生产者能力被唤醒，开始往缓冲区增加数据。

同样，也能够让消费者在缓冲区空时进入休眠，等到生产者往缓冲区增加数据之后，再唤醒消费者。通常采纳线程间通信的办法解决该问题，罕用的办法有信号量等。如果解决办法不够欠缺，则容易呈现死锁的状况。呈现死锁时，两个线程都会陷入休眠，期待对方唤醒本人。

当然，生产者与消费者问题并不是局限于单个生产者与消费者，在理论工作中，遇到更多的是多个生产者和消费者的情景。

生产者与消费者模式在软件开发与设计中有着十分宽泛的利用。在这一模式中，生产者与消费者互相独立，它们仅通过缓冲区传递数据，因而能够用于程序间的解耦、异步削峰等。

生产者与消费者问题的要点：

  • 生产者与消费者解耦，两者通过缓冲区传递数据；
  • 缓冲区数据装满了之后，生产者进行数据生产或抛弃数据；
  • 缓冲区数据为空后，消费者进行生产并进入期待状态，期待生产者告诉。

二、实现生产者与消费者计划

本节中，咱们通过王者中的一个场景来模仿生产者与消费者问题。

在王者中，英雄兰陵王须要通过打野来发育，然而野区的野怪在被打完之后，须要隔一段时间再投放。

所以，咱们创立两个线程，一个作为生产者向野区投放野怪，一个作为消费者打怪。

生产者：每秒查看一次野区，如果野区没有野怪，则进行投放。野怪投放后，告诉打野英雄。

// 野怪投放【生产者】public static class WildMonsterProducer implements Runnable {  public void run() {    try {      createWildMonster();    } catch (InterruptedException e) {      System.out.println("野怪投放被中断");    }  }  //投放野怪，每1秒查看一次  public void createWildMonster() throws InterruptedException {    for (int i = 0;; i++) {      synchronized(wildMonsterArea) {        if (wildMonsterArea.size() == 0) {          wildMonsterArea.add("野怪" + i);          System.out.println(wildMonsterArea.getLast());          wildMonsterArea.notify();        }      }      Thread.sleep(1000);    }  }}

消费者：打野英雄兰陵王作为消费者，在朝区打怪发育。如果野区有野怪，则打掉野怪。 如果没有，会进行期待野区新的野怪产生。

// 兰陵王，打野英雄public static class LanLingWang implements Runnable {  public void run() {    try {      attackWildMonster();    } catch (InterruptedException e) {      System.out.println("兰陵王打野被中断");    }  }  // 打野，如果没有则进行期待  public void attackWildMonster() throws InterruptedException {    while (true) {      synchronized(wildMonsterArea) {        if (wildMonsterArea.size() == 0) {          wildMonsterArea.wait();        }        String wildMonster = wildMonsterArea.getLast();        wildMonsterArea.remove(wildMonster);        System.out.println("播种野怪：" + wildMonster);      }    }  }}

创立野区，并启动生产者与消费者线程。

public class ProducerConsumerProblemDemo {    // 野怪流动的野区    private static final LinkedList<String> wildMonsterArea = new LinkedList<String>();    public static void main(String[] args) {        Thread wildMonsterProducerThread = new Thread(new WildMonsterProducer());        Thread lanLingWangThread = new Thread(new LanLingWang());        wildMonsterProducerThread.start();        lanLingWangThread.start();    }}

在下面几段代码中，你须要重点留神的是synchronized、wait和notify用法，它们是本次计划的要害。运行后果如下：

野怪0播种野怪：野怪0野怪1播种野怪：野怪1野怪2播种野怪：野怪2野怪3播种野怪：野怪3野怪4播种野怪：野怪4野怪5播种野怪：野怪5野怪6播种野怪：野怪6

从后果能够看到，生产者在创立野怪后，打野英雄兰陵王会进行打野，实现了生产者与消费者的问题。

小结

以上就是对于线程异样解决的全部内容，在本文中咱们基于wait、notify来解决生产者与消费者问题。对于本文内容，你须要了解生产者与消费者问题的外围是什么。另外，本文所提供的计划仅仅是这一问题多种解决方案中的一种，在前面的文章中，咱们会依据新的知识点提供其余的解法。

注释到此结束，祝贺你又上了一颗星✨

夫子的试炼

  • 编写代码实现生产者与消费者问题。

延长浏览

  • Producer–consumer problem
  • 《并发王者课》纲要与更新进度总览

对于作者

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