Lesson_for_java_day20--java的多线程——生产者消费者模式(优化网上生产馒头的案例)

目的：生产者生产多少产品，消费者就消费多少产品，且生产和消费同时进行。

生产者消费者模式（网上生产馒头的案例）：

package sonyi;/* 
* 生产者与消费者模型中，要保证以下几点：  
* 1 同一时间内只能有一个生产者生产     生产方法加锁sychronized  
* 2 同一时间内只能有一个消费者消费     消费方法加锁sychronized  
* 3 生产者生产的同时消费者不能消费     生产方法加锁sychronized  
* 4 消费者消费的同时生产者不能生产     消费方法加锁sychronized  
* 5 共享空间空时消费者不能继续消费     消费前循环判断是否为空，空的话将该线程wait，释放锁允许其他同步方法执行  
* 6 共享空间满时生产者不能继续生产     生产前循环判断是否为满，满的话将该线程wait，释放锁允许其他同步方法执行     
* 
* 生产者消费者模式：对于多个生产者和消费者，为什么要用while判断标记：原因：让被唤醒的线程再一次判断标记。为什么定义notifyAll？因为需要唤醒对方线程。如果只用notify，容易出现只唤醒本方线程，导致程序中的所有线程都在等待。
*/ //主类  
class  ProducerConsumer  
{  public static void main(String[] args)   {  StackBasket s = new StackBasket();  Producer p = new Producer(s);  Consumer c = new Consumer(s);  Thread tp = new Thread(p);  Thread tc = new Thread(c);  tp.start();  tc.start();  }  
}  //产品类  
class Mantou  
{  private int id;  Mantou(int id){  this.id = id;  }  public String toString(){  return "Mantou :" + id;  }  
}  //产品仓库 
class StackBasket  
{  Mantou sm[] = new Mantou[6];  int index = 0;  /**   * show 生产方法.  * show 该方法为同步方法，持有方法锁；  * show 首先循环判断满否，满的话使该线程等待，释放同步方法锁，允许消费；  * show 当不满时首先唤醒正在等待的消费方法，但是也只能让其进入就绪状态，  * show 等生产结束释放同步方法锁后消费才能持有该锁进行消费  * @param m 元素  * @return 没有返回值   */   public synchronized void push(Mantou m){  try{  while(index == sm.length){  System.out.println("!!!!!!!!!生产满了!!!!!!!!!");  this.wait();  }  this.notify();  }catch(InterruptedException e){  e.printStackTrace();  }catch(IllegalMonitorStateException e){  e.printStackTrace();  }  sm[index] = m;  index++;  System.out.println("生产了：" + m + " 仓库有" + index + "个馒头");  }  /**   * show 消费方法  * show 该方法为同步方法，持有方法锁  * show 首先循环判断空否，空的话使该线程等待，释放同步方法锁，允许生产；  * show 当不空时首先唤醒正在等待的生产方法，但是也只能让其进入就绪状态  * show 等消费结束释放同步方法锁后生产才能持有该锁进行生产  * @param b true 表示显示，false 表示隐藏   * @return 没有返回值   */   public synchronized Mantou pop(){  try{  while(index == 0){  System.out.println("!!!!!!!!!消费光了!!!!!!!!!");  this.wait();  }  this.notify();  }catch(InterruptedException e){  e.printStackTrace();  }catch(IllegalMonitorStateException e){  e.printStackTrace();  }  index--;  System.out.println("消费了：---------" + sm[index] + " 仓库还有" + index + "个馒头");  return sm[index];  }  
}  //生产类
class Producer implements Runnable  
{  StackBasket ss = new StackBasket();  Producer(StackBasket ss){  this.ss = ss;  }    public void run(){  for(int i = 1;i <= 20;i++){  Mantou m = new Mantou(i);  ss.push(m);  
//          System.out.println("生产了：" + m + " 共" + ss.index + "个馒头");  
//          在上面一行进行测试是不妥的，对index的访问应该在原子操作里，因为可能在push之后此输出之前又消费了，会产生输出混乱  try{  Thread.sleep((int)(Math.random()*500));  }catch(InterruptedException e){  e.printStackTrace();  }  }  }  
}  //消费类
class Consumer implements Runnable  
{  StackBasket ss = new StackBasket();  Consumer(StackBasket ss){  this.ss = ss;  }  /**   * show 消费进程.  */   public void run(){  //《--问题--》当生产还没结束而消费已经将仓库内产品消费光时，消费线程(循环)就退出，当生产线程将仓库填满时就一直处于等待状态，没办法结束while(ss.index != 0){ ss.pop();  
//          System.out.println("消费了：---------" + m + " 共" + ss.index + "个馒头");  
//  同上在上面一行进行测试也是不妥的，对index的访问应该在原子操作里，因为可能在pop之后此输出之前又生产了，会产生输出混乱  try{  Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));  }catch(InterruptedException e){  e.printStackTrace();  }  } System.out.println("消费结束");}  
} 

问题：仓库满后，消费线程却结束了，结果导致生产线程一直处于等待状态。程序没法结束。究其原因是因为消费线程在判断仓库产品为0之后就退出循环，结束消费线程，而不考虑生产线程是否仍在生产。所以当消费线程抢险运行时，就容易结束消费线程(案例中每生产或消费一个产品都会休眠一下，所以生产和消费交替运行，问题不明显，如果去掉休眠，很容易出现问题)。现将生产者消费者模式优化下，在消费线程中增加判断生产线程是否结束，这样就不会出现仓库已满，消费线程却已经结束的结果。

优化后的生产者消费者模式：

package sonyi;public class ProAndConDemo {public static void main(String[] args) {Stack stack = new Stack();new Thread(new Producer1(stack)).start();new Thread(new Consumer1(stack)).start();	}
}class Consumer1 implements Runnable{private Stack stack;public Consumer1(Stack stack) {this.stack = stack;}@Overridepublic void run() {while (Producer1.flag) {//创建标记，如果生产结束，消费才结束stack.pop();//消费产品try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("--------------消费结束--------------");}	
}class Producer1 implements Runnable{public static boolean flag = true;//创建生产标记，开始生产为true，结束生产为falseprivate Stack stack;public Producer1(Stack stack) {this.stack = stack;}@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 20; i++){//生产20个产品Produce p = new Produce(i+1);//生产一个产品stack.push(p);//产品添加到仓库中try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}flag = false;//结束生产标记System.out.println("----------生产结束--------------");}	
}class Stack{Produce[] storeHose = new Produce[5];//创建容量为5的仓库int index = 0;public synchronized void push(Produce p){//往仓库内存放产品(传入一个产品)try {while (index == storeHose.length) {//判断仓库是否已经满了System.out.println("仓库已经满了---------");this.wait();//仓库满时，生产等待}	this.notifyAll();//唤醒其他线程} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}storeHose[index++] = p;//仓库添加一个产品System.out.println("生产了" + p.id + "号产品,现在仓库有：" + index + "产品");	}public synchronized void pop(){	//往仓库中消费产品try {//双重判断，只有当仓库没有产品和成产还在继续时，消费线程才进入等待。//也就是说，当生产还在继续时，仓库没有产品，消费线程才进入等待，当生产结束时，消费线程不会进入等待，而是将产品消费光while(index == 0 && Producer1.flag){System.out.println("产品已经消费完了---------");this.wait();}this.notifyAll();//消费线程等待时，唤醒其他线程} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}	Produce p = storeHose[--index];//消费仓库里的一个产品System.out.println("消费了" + p.id + "号产品，现在仓库还有" + index + "产品");	}
}//创建产品类，每个产品都有自己的id
class Produce{int id;public Produce(int id) {this.id = id;}
}