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圖解java多執行緒設計模式學習第五章Producer-Consumer模式

生產者消費者模式,生產者安全地將資料交給消費者。雖然僅是這樣看似簡單的操作,但當生產者和消費者以不同的執行緒執行時,兩者之間的處理速度差異便會引起問題。例如,消費者想要獲取資料,可資料還沒有生成,或者生產者想要交付資料,而消費者的狀態還無法接收資料等。一般來說,在該模式中,生產者和消費者都有多個,當然生產者和消費者有時也會只有一個。

有3位糕點師製作蛋糕並將其放到桌子上,然後有三個人來吃這些蛋糕。

糕點師(makerThread)製作蛋糕,並將其放到桌子(Table)上。

桌子上最多可放置3個蛋糕

如果桌子上已經放滿三個蛋糕時糕點師還要再放置蛋糕,必須等到桌子上空出位置

客人取桌子上的蛋糕吃

客人按蛋糕被放置到桌子上的順序來取蛋糕

當桌子上1個蛋糕都沒有時,客人若要取蛋糕,必須等到桌子上新放置了蛋糕

package com.producerconsumer;

public class Table {
    private final String[] buffer;
    /** 下次put的位置 **/
    private int tail;
    /** 下次take的位置 **/
    private int head;
    /** buffer中的蛋糕個數 **/
    private int count;
    public Table( int count){
        this.buffer = new String [count];
        this.head = 0;
        this.tail = 0;
        this.count = 0;
    }
    /**
     * 放置蛋糕
     * @param cake
     * @throws InterruptedException
     */
    public synchronized void put(String cake) throws InterruptedException{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " puts " +cake);
        while(count >= buffer.length){
            wait();
        }
        buffer[tail] = cake;
        tail = (tail + 1) % buffer.length;
        count++;
        notifyAll();
    }
    public synchronized String take() throws InterruptedException{
        while(count <= 0){
            wait();
        }
        String cake = buffer[head];
        head = (head + 1)% buffer.length;
        count --;
        notifyAll();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " takes " + cake);
        return cake;
    }
}

package com.producerconsumer;

import java.util.Random;

public class MakeeThread extends Thread{

    private final Random random;
    private final Table table;
    private static int id = 0;
    public MakeeThread(String name, Table table, long seed){
        super(name);
        this.table = table;
        this.random = new Random();
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        try {
            while(true){
                Thread.sleep(random.nextInt(1000));
                String cake = "[Cake NO." + nextId() + " by " + getName() + " ] " ;
                table.put(cake);
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }
    private static synchronized int nextId() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return id++;
    }
}

package com.producerconsumer;

import java.util.Random;

public class EaterThread extends Thread{

    private final Random random;
    private final Table table;
    public EaterThread(String name, Table table, long seed){
        super(name);
        this.table = table;
        this.random = new Random(seed);
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while(true){
                String take = table.take();
                Thread.sleep(random.nextInt(1000));
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }
}

package com.producerconsumer;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        //建立一個能放置是三個蛋糕的桌子
        Table table = new Table(3);
        new MakeeThread("MakerThread-1", table, 31415).start();
        new MakeeThread("MakerThread-2", table, 92653).start();
        new MakeeThread("MakerThread-3", table, 58979).start();
        new EaterThread("EaterThread-1", table, 32384).start();
        new EaterThread("EaterThread-2", table, 62643).start();
        new EaterThread("EaterThread-3", table, 38327).start();
    }
}