再談線程：生產者與消費者

場景描述：

一個倉庫，生產者在工廠裡生產了產品後，將產品存放到倉庫裡，倉庫存放數量有限，當滿倉後，停 止生產，直到有消費著將產品消費後才繼續生產；消費者從倉庫裡提取產品，當倉庫空倉時，停止消費產 品，直到倉庫中有產品時，才繼續消費產品。

代碼的實現（調整線程sleep時間可以實現生產速度與消費速度的不同）：

TestProduceAndConsumer.java

package com.nantian;

import java.util.Random;

public class TestProduceAndConsumer {
　　　 public static void main(String[] args) {
　　　　　　　 // 創建一個工廠對象
　　　　　　　 ProductFactory pf = new ProductFactory();
　　　　　　　 // 創建一個生產者和一個消費者，傳遞工廠的引用，保證兩者操作的是同一個工廠
　　　　　　　 Producer p = new Producer(pf);
　　　　　　　 Consumer c = new Consumer(pf);
　　　　　　　 // 啟動兩個線程
　　　　　　　 p.start();
　　　　　　　 c.start();
　　　 }
}

// 產品工廠
class ProductFactory {
　　　 // product表示倉庫
　　　 private char[] product = { ' ', ' ', ' ', ' ', ' '};
　　　 // flag標記產品數量
　　　 private int flag = 0;

　　　 // 生產產品
　　　 public synchronized void produceProduct(char p) throws InterruptedException {
　　　　　　　 // 判斷產品是否滿倉，以便決定是否繼續生產
　　　　　　　 if (flag == product.length) {
　　　　　　　　　　　 this.wait();
　　　　　　　 }
　　　　　　　 // 當代碼執行到這裡，一定不是滿倉狀態
　　　　　　　 product[flag++] = p;
　　　　　　　 // 查看此時倉庫狀態（這裡不屬於業務邏輯部分）
　　　　　　　 System.out.print(p + "被生產，當前倉庫狀態：");
　　　　　　　 for (char tmp : product) {
　　　　　　　　　　　 System.out.print(tmp);
　　　　　　　 }
　　　　　　　 System.out.println();
　　　　　　　 // 生產方法完成，如果存在等待隊列中的線程，應該喚醒
　　　　　　　 this.notifyAll();
　　　 }

　　　 // 消費產品
　　　 public synchronized char consumeProduct() throws InterruptedException {
　　　　　　　 // 判斷倉庫是否空倉，以便決定是否消費產品
　　　　　　　 if(flag == 0) {
　　　　　　　　　　　 this.wait();
　　　　　　　 }
　　　　　　　 // 當代碼執行到這裡，一定不是空倉狀態
　　　　　　　 char p = product[--flag]; product[flag]=' ';
　　　　　　　 // 查看此時倉庫狀態（這裡不屬於業務邏輯部分）
　　　　　　　 System.out.print(p + "被消費，當前倉庫狀態：");
　　　　　　　 for(char tmp : product) {
　　　　　　　　　　　 System.out.print(tmp);
　　　　　　　 }
　　　　　　　 System.out.println();
　　　　　　　 // 消費方法完成，如果存在等待隊列中的線程，應該喚醒
　　　　　　　 this.notifyAll();
　　　　　　　 return p;
　　　 }
}

// 生產者
class Producer extends Thread {
　　　 private ProductFactory pf = null;

　　　 public Producer(ProductFactory pf) {
　　　　　　　 this.pf = pf;
　　　 }

　　　 public void run() {
　　　　　　　 // 一共生產20個產品
　　　　　　　 for(int i=0; i<20; i++) {
　　　　　　　　　　　 // 隨機產生一個大寫字母作為產品
　　　　　　　　　　　 Random r = new Random();
　　　　　　　　　　　 char p = (char)(r.nextInt(26) + 'A');
　　　　　　　　　　　 try {
　　　　　　　　　　　　　　　 // 產品入庫
　　　　　　　　　　　　　　　 pf.produceProduct(p);
　　　　　　　　　　　　　　　 // 故意sleep，以便消費線程有機會獲得CPU時間片，方便演示
　　　　　　　　　　　　　　　 Thread.sleep(200);
　　　　　　　　　　　 } catch (InterruptedException e) {
　　　　　　　　　　　　　　　 e.printStackTrace();
　　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　 }
　　　 }
}

// 消費者
class Consumer extends Thread {
　　　 private ProductFactory pf = null;

　　　 public Consumer(ProductFactory pf) {
　　　　　　　 this.pf = pf;
　　　 }

　　　 public void run() {
　　　　　　　 // 一共消費20個產品
　　　　　　　 for(int i=0; i<20; i++) {
　　　　　　　　　　　 try {
　　　　　　　　　　　　　　　 // 產品出庫
　　　　　　　　　　　　　　　 pf.consumeProduct();
　　　　　　　　　　　　　　　 // 故意sleep，以便生產線程有機會獲得CPU時間片，方便演示
　　　　　　　　　　　　　　　 // sleep時間稍微錯開，阻止同時競爭CPU時間片
　　　　　　　　　　　　　　　 Thread.sleep(300);
　　　　　　　　　　　 } catch (InterruptedException e) {
　　　　　　　　　　　　　　　 e.printStackTrace();
　　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　 }
　　　 }
}