Java 生产者/消费者问题实例详解

Java中的生产者/消费者问题是一种典型的多线程同步问题，涉及到资源的共享和协作。在该问题中，生产者线程负责生成数据并放入共享存储区（如缓冲区），而消费者线程则负责从存储区取出数据进行处理。如果不进行有效的同步控制，可能会导致两种不期望的情况：一是缓冲区满，生产者继续生产导致数据溢出；二是缓冲区空，消费者持续等待，造成资源浪费。 为了解决这个问题，Java提供了线程同步机制，包括`synchronized`关键字、`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法。在上述示例中，这些机制被巧妙地运用到`CubbyHole`类中。 `CubbyHole`类代表了共享的存储空间，包含一个`contents`变量表示当前存储的数据，以及一个`available`布尔变量表示存储空间是否可用。`get()`方法是消费者获取数据的操作，`put()`方法是生产者放入数据的操作，这两个方法都被声明为`synchronized`，这意味着同一时间只能有一个线程执行它们。 在`get()`方法中，当`available`为`false`时，表示缓冲区无数据，消费者需要等待，调用`wait()`进入等待状态。同样，在`put()`方法中，当`available`为`true`时，表示缓冲区已满，生产者也需要等待。调用`wait()`会让线程释放锁并进入等待队列。当条件满足后，`notifyAll()`方法会唤醒所有等待的线程，但只有一个线程能获得锁并继续执行，其余线程重新进入等待状态。 `Producer`和`Consumer`类分别代表生产者和消费者线程。它们都继承自`Thread`类，并重写`run()`方法来执行特定的任务。生产者在`run()`方法中调用`put()`方法放入数据，并使用`sleep()`模拟生产数据的时间延迟。消费者在`run()`方法中调用`get()`方法获取数据，循环10次。 上述代码的运行结果展示了生产者和消费者交替进行操作的过程，确保了生产者不会在缓冲区满时继续生产，消费者也不会在缓冲区为空时盲目等待。这种解决方案有效地避免了死锁问题，实现了生产者和消费者之间的协调工作。 总结来说，Java中的生产者/消费者问题的解决策略主要包括： 1. 使用`synchronized`关键字确保对共享资源的互斥访问。 2. 通过`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法实现线程间的通信与协作，控制生产者和消费者的执行顺序。 3. 设计合适的数据结构（如`CubbyHole`）来表示共享资源，以及相关的状态标志（如`available`）来判断资源是否可用。 通过这种方式，我们可以在多线程环境中有效地管理和共享资源，提高程序的并发性和效率。