詳解Java設計模式中的生產-消費者模式及代碼實現

最近有網友面試中遇到了，生產者 消費者問題。我在這裏整理一下，分享出來。對於多線程程序來說，不管任何編程語言，生產者和消費者模型都是最經典的。

實際上，準確說應該是“生產者-消費者-倉儲”模型，離開了倉儲，生產者消費者模型就顯得沒有說服力了。
對於此模型，應該明確一下幾點：

• 生產者僅僅在倉儲未滿時候生產，倉滿則停止生產。
• 消費者僅僅在倉儲有產品時候才能消費，倉空則等待。
• 當消費者發現倉儲沒產品可消費時候會通知生產者生產。
• 生產者在生產出可消費產品時候，應該通知等待的消費者去消費。

以下爲全部代碼

package com.xttblog.thread;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

/**
 * java多線程模擬生產者消費者問題
 * 業餘草 ：www.xttblog.com
 * ProducerConsumer是主類，Producer生產者，Consumer消費者，Product產品，Storage倉庫
 */
public class ProducerConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();

        Storage s = pc.new Storage();

        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        Producer p = pc.new Producer("張三", s);
        Producer p2 = pc.new Producer("李四", s);
        Consumer c = pc.new Consumer("王五", s);
        Consumer c2 = pc.new Consumer("老劉", s);
        Consumer c3 = pc.new Consumer("老林", s);
        service.submit(p);
        //service.submit(p2);
        service.submit(c);
        service.submit(c2);
        service.submit(c3);
        
    }

    /**
     * 消費者
     */
    class Consumer implements Runnable {
        private String name;
        private Storage s = null;

        public Consumer(String name, Storage s) {
            this.name = name;
            this.s = s;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    System.out.println(name + "準備消費產品.");
                    Product product = s.pop();
                    System.out.println(name + "已消費(" + product.toString() + ").");
                    System.out.println("===============");
                    Thread.sleep(500);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }

    /**
     * 生產者
     */
    class Producer implements Runnable {
        private String name;
        private Storage s = null;

        public Producer(String name, Storage s) {
            this.name = name;
            this.s = s;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Product product = new Product((int) (Math.random() * 10000)); // 產生0~9999隨機整數
                    System.out.println(name + "準備生產(" + product.toString() + ").");
                    s.push(product);
                    System.out.println(name + "已生產(" + product.toString() + ").");
                    System.out.println("===============");
                    Thread.sleep(500);
                }
            } catch (InterruptedException e1) {
                e1.printStackTrace();
            }

        }
    }

    /**
     * 倉庫，用來存放產品
     */
    public class Storage {
        BlockingQueue<Product> queues = new LinkedBlockingQueue<Product>(10);

        public void push(Product p) throws InterruptedException {
            queues.put(p);
        }

        public Product pop() throws InterruptedException {
            return queues.take();
        }
    }

    public class Product {
        private int id;

        public Product(int id) {
            this.id = id;
        }

        public String toString() {
            return "產品：" + this.id;
        }
    }
}

以下爲運行結果

張三準備生產(產品：3359).
張三已生產(產品：3359).
===============
老劉準備消費產品.
王五已消費(產品：3359).
===============
王五準備消費產品.
張三準備生產(產品：1863).
張三已生產(產品：1863).
===============
老林已消費(產品：1863).
===============
老林準備消費產品.
張三準備生產(產品：5424).
張三已生產(產品：5424).
老劉已消費(產品：5424).
===============

以上內容均轉載自：http://www.xttblog.com/?p=893