前言

生产者和消费者问题，是面试过程中，经常问到的一个问题，本文，就来了解一下，生产者和消费者是怎么一回事。

1.概念

生产者消费者问题是一个著名的线程同步问题，也是我们面试过程中，经常会问到的一个经典面试题，生产者负责生产数据放到缓冲区，消费者负责从缓存中里面取。

注意这个缓冲区的大小是有上限的。
生产者发现供过于求，也就是说生产的速度太快了,也就是说，缓冲区里的数据，远远高于消费者的消费的能力，如果我们不做处理，就会造成速度的堆积，所以，该缓冲区是有上限的。可以理解为一个仓库，只能存放一定数据的产品，仓库都堆放满了，已经无地可放产品了,只能等消费者购买产品后，我们才能继续生产产品。
生产者发现供不应求，说明消费者消费的速度远远高于生产者的速度，这时候，我们就只能耐心的等待。应该避免库里已经没有产品了还在消费。
提到生产者和消费者，顿时，我们的脑海里面会浮现不少的产品，rabbitmq,kafka,dubbo等等。

2.模拟真实业务场景

深圳某充电桩厂家，有一个小库房，能存放10台充电桩，为了保证不必要的浪费，利益最大化，要求库房满了，就停止生产，也不能造成库存的数据远远小于消费的数量。

代码实战

通过synchronized+wait+notifyall实现

package com.cxyxs.thread.eleven;/*** Description：* 转发请注明来源  程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/* Author: 程序猿学社* Date:  2020/2/29 10:25* Modified By:*/
public class Pile {//库存数量private  int sum=0;private int max=10;/*** 生产者*/public synchronized  void pro(){while (sum == max){  //达到最大值说明库存已经满了,无法存放充电桩try {this.wait();    //需要等待消费者,消费后，才能生存} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}sum++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":剩余充电桩数量为"+sum);this.notifyAll();   //通知消费者,我们库存有充电桩,赶紧来消费}/*** 消费者*/public  synchronized  void consumer(){while (sum == 0){try {this.wait();  //说明库房,充电桩不够了，需要等待充电桩厂家，继续生产充电桩} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}sum --;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":剩余充电桩数量为"+sum);this.notifyAll();  //通知生产厂家，我已经消费了，你可以继续生产充电桩}
}

测试类

package com.cxyxs.thread.eleven;/*** Description：synchronized+wait+notifyall解决生产者和消费者问题* 转发请注明来源  程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/* Author: 程序猿学社* Date:  2020/2/29 10:45* Modified By:*/
public class Demo1{public static void main(String[] args) {Pile pile = new Pile();for (int j = 0; j < 3; j++) {new Thread(()->{for (int i = 0; i < 15; i++) {pile.pro();}},"生产者"+j).start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 15; i++) {pile.consumer();}},"消费者"+j).start();}}
}

通过测试结果，我们可以看出，不会存在生产超出库存最大的情况，也不会出现没有产品后还在消费的问题。

重点，注意判断是否进入等待的时候，使用while，而不是if。如果使用if，可能会存在虚假唤醒的问题，所以这里，使用while，再次判断，避免虚假唤醒的问题。

lock+await+signalAll

java1.5版本以后，引入新的三剑客,一代新人换旧人。我们来看一看1.5版本的三剑客都有哪些。

lock ----------synchronized
wait ---------- await
notifyall ----- signal

synchronized可以理解为自动挡，会自动释放锁
Lock可以理解为手动挡，这种方式虽说灵活，但是需要自己手动释放锁，为了防止死锁，我们lock一般与try finally配套使用。

package com.cxyxs.thread.eleven;import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** Description：Lock方式* 转发请注明来源  程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/* Author: 程序猿学社* Date:  2020/2/29 18:16* Modified By:*/
public class PileLock {//库存数量private  int sum=0;private int max=10;final Lock lock = new ReentrantLock();private Condition pro= lock.newCondition();private Condition consumer= lock.newCondition();/*** 生产者*/public   void pro(){try {lock.lock();   //上锁while (sum == max){  //达到最大值说明库存已经满了,无法存放充电桩try {pro.await();    //需要等待消费者,消费后，才能生存} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}sum++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":剩余充电桩数量为"+sum);pro.signalAll();   //通知消费者,我们库存有充电桩,赶紧来消费}finally {lock.unlock();  //重点}}/*** 消费者*/public    void consumer(){try {lock.lock();   //上锁while (sum == 0){try {consumer.await();  //说明库房,充电桩不够了，需要等待充电桩厂家，继续生产充电桩} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}sum --;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":剩余充电桩数量为"+sum);consumer.signalAll();  //通知生产厂家，我已经消费了，你可以继续生产充电桩} finally {lock.unlock();  //重点}}
}

测试类

package com.cxyxs.thread.eleven;/*** Description：synchronized+wait+notifyall解决生产者和消费者问题* 转发请注明来源  程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/* Author: 程序猿学社* Date:  2020/2/29 10:45* Modified By:*/
public class Demo1{public static void main(String[] args) {// 通过synchronized+wait+notifyall实现// Pile pile = new Pile();//lock+await+signalPileLock pile = new PileLock();for (int j = 0; j < 3; j++) {new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {pile.pro();}},"生产者"+j).start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {pile.consumer();}},"消费者"+j).start();}}
}

注意一定要用try finally,通过finally设置解锁，以确保在必要时释放锁定。
我们使用Lock来产生两个Condition对象来管理任务间的通信，一个是生产者，一个是消费者。
lock() 获取锁，unlock() 释放锁
await() 使当前线程加入等待队列中，并释放当锁.当其他线程调用signal()会重新请求锁
signal会唤醒一个在 await()等待队列中的线程，signalAll会唤醒 await()等待队列中所有的线程

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【多线程并发编程】十一生产者和消费者问题(面试必问)

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前言

1.概念

2.模拟真实业务场景

代码实战

通过synchronized+wait+notifyall实现

lock+await+signalAll

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