在Java中,使用锁的生产者/消费者线程示例是一种常见的多线程编程模式,用于解决生产者和消费者之间的数据同步和通信问题。下面是一个简单的示例:
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ProducerConsumerExample {
private static final int BUFFER_SIZE = 10;
private static final Queue<Integer> buffer = new LinkedList<>();
private static final Lock lock = new ReentrantLock();
private static final Condition notFull = lock.newCondition();
private static final Condition notEmpty = lock.newCondition();
public static void main(String[] args) {
Thread producerThread = new Thread(new Producer());
Thread consumerThread = new Thread(new Consumer());
producerThread.start();
consumerThread.start();
}
static class Producer implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
lock.lock();
try {
while (buffer.size() == BUFFER_SIZE) {
notFull.await();
}
int item = produceItem();
buffer.offer(item);
System.out.println("Produced: " + item);
notEmpty.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
Thread.sleep(1000);
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
private int produceItem() {
// 生成一个随机数作为生产的物品
return (int) (Math.random() * 100);
}
}
static class Consumer implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
lock.lock();
try {
while (buffer.isEmpty()) {
notEmpty.await();
}
int item = buffer.poll();
System.out.println("Consumed: " + item);
notFull.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
Thread.sleep(1000);
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
}
这个示例中,使用了一个有界队列作为缓冲区,生产者线程负责生成物品并将其放入缓冲区,消费者线程负责从缓冲区中取出物品进行消费。为了保证线程安全和数据同步,使用了ReentrantLock作为锁,并通过Condition对象实现了生产者和消费者之间的等待和唤醒机制。
该示例中的生产者线程在缓冲区已满时等待,直到缓冲区有空闲位置才继续生产物品;消费者线程在缓冲区为空时等待,直到缓冲区有物品可供消费才继续消费。通过使用锁和条件变量,生产者和消费者之间实现了有效的线程通信和同步。
这种生产者/消费者模式在实际应用中非常常见,例如消息队列、线程池等场景都可以使用该模式来实现任务的生产和消费。在云计算领域,生产者/消费者模式可以用于异步任务处理、消息队列服务等场景。
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