线程协作——生产者消费者问题：

一、应用场景:

◆假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库， 消费者将仓库中产品取走消费

◆如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止.

◆如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止.

二、线程通信——分析

这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源,并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件.

◆对于生产者，没有生产产品之前,要通知消费者等待. 而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费

◆对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费.

在生产者消费者问题中， 仅有synchronized是不够的

◆synchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步

◆synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信）

◆Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

注意:均是0bject类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常lIlegalMonitorStateException

三、解决方法

解决方式1

并发协作模型“生产者/消费者模式”-->管程法

◆生产者;负责生产数据的模块(可能是方法，对象，线程，进程);

◆消费者:负责处理数据的模块(可能是方法, 对象，线程，进程);

◆缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据，他们之间有个“缓冲区“生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据

//测试：生产者消费者模型——>利用缓冲区解决：管程法
//生产者，消费者，产品，缓冲区
public class TestPC {public static void main(String[] args) {SynContainer synContainer = new SynContainer();new Producer(synContainer).start();new Consumer(synContainer).start();}
}//生产者
class Producer extends Thread{SynContainer container;public Producer(SynContainer container){this.container = container;}//生产@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {container.push(new Chicken(i));System.out.println("生成了" + i + "只鸡");}}
}//消费者
class Consumer extends Thread{SynContainer container;public Consumer(SynContainer container){this.container = container;}//消费@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("消费者了-->" + container.pop().id + "只鸡");}}
}//产品
class Chicken{int id;//产品编号public Chicken(int id){this.id = id;}
}
//缓冲区
class SynContainer{//需要一个容器大小Chicken[] chickens = new Chicken[10];//容器计数器int count = 0;//生产者放入产品public synchronized void push(Chicken chicken){//如果容器满了，就需要等待消费者消费if (count == chickens.length){//通知消费者消费，生产等待try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//如果没有满，我们就需要丢入产品chickens[count] = chicken;count++;//可以通知消费者消费this.notifyAll();}//消费者消费产品public synchronized Chicken pop(){//判断能否消费if (count == 0){try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//如果可以消费count--;Chicken chicken = chickens[count];//吃完了，通知生产者生产this.notifyAll();return chicken;}}

解决方式2

并发协作模型“生产者/消费者模式”-->信号灯法

//测试：生产者消费者模型——>利用缓冲区解决：信号灯法,标注位解决
public class TestPC2 {public static void main(String[] args) {Tv tv = new Tv();new Player(tv).start();new Watcher(tv).start();}
}//生产者--》演员
class Player extends Thread{Tv tv;public Player(Tv tv){this.tv = tv;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {if (i %2 == 0){this.tv.play("快乐大本营");}else{this.tv.play("抖音");}}}
}
//消费者--》观众
class Watcher extends Thread{Tv tv;public Watcher(Tv tv){this.tv=tv;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {tv.watch();}}
}
//产品--》节目
class Tv{//演员表演，观众等待 T//观众观看，演员等待 FString voice;//表演的节目boolean flag = true;//表演public synchronized void play(String voice){if (!flag){this.watch();}System.out.println("演员表演了" + voice);//通知观众观看this.notifyAll();//通知唤醒this.voice = voice;this.flag= !this.flag;}//观看public synchronized void watch(){if (flag){try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("观众观看了" + voice);//通知演员表演this.notifyAll();this.flag = !this.flag;}
}