Java面试官很喜欢的-生产者消费者代码实现（Java多线程）辰兮要努力-

你好我是辰兮，很高兴你能来阅读，本篇是整理了Java多线程中常见的生产者消费者问题，也是面试手写代码的高频问题，获取新知，大家共同进步！

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一、生产者消费者问题

生产者消费者问题（英语：Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题（英语：Bounded-buffer problem），是一个多线程同步问题的经典案例。

该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。

生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。

生产消费者模型

生产者消费者模型具体来讲，就是在一个系统中，存在生产者和消费者两种角色，他们通过内存缓冲区进行通信，生产者生产消费者需要的资料，消费者把资料做成产品。生产消费者模式如下图。

二、代码实现

案例如下

　首先定义一个类 ，这个类创建一个长度为5的数组，然后用synchronized同步锁实现生产数据和消费数据两个方法，两个方法中分别有 wait()和notify();

public class Resources { private int[] arr = new int[5]; private int count = 0; /**      * 生产一个数据      */ synchronized public void product() throws Exception { if(count == arr.length) { wait(); }else { int m = (int)Math.floor(Math.random()*10+1) ;             arr[count] = m;             count ++ ;             System.out.println("生产："+m); //唤醒消费者 notify(); } } /**      * 消费一个数据      */ synchronized public void consume() throws Exception { if(count == 0) { wait(); }else { int n = arr[count-1];             arr[count-1] = 0;             count--;             System.out.println("消费："+n); //唤醒生产者 notify(); } } } 

然后创建生产者线程，引入刚刚的对象，用刚刚的对象调用生产的方法

public class ProduceThread extends Thread { private Resources r; public ProduceThread(Resources r) { this.r = r; } public void run() { try { while(true) {                 r.product();                 Thread.sleep(1); } } catch (Exception e) {             e.printStackTrace(); } } } 

然后创建消费者线程，同样引入Resources对象，然后再用这个对象调用消费数据的方法

public class ConsumerThread extends Thread { private Resources r; public ConsumerThread(Resources r) { this.r = r; } public void run() { try { while(true) {                 r.consume();                 Thread.sleep(1); } } catch (Exception e) {             e.printStackTrace(); } } } 

测试类开始测试

public class Test { public static void main(String[] args) {          Resources r = new Resources();          ProduceThread t1 = new ProduceThread(r);         ConsumerThread t2 = new ConsumerThread(r);          t1.start();         t2.start(); } } 

在main方法中，开启消费者和生产者线程。因为生产者和消费者用的是同一个对象的不同synchronized方法，所以两个线程会产生producterAndConsumer 对象锁的竞争

生产：4 消费：4 生产：7 消费：7 生产：8 生产：4 消费：4 消费：8 生产：4 消费：4 生产：2 消费：2 生产：8 生产：5 消费：5 消费：8 生产：3 生产：1 .....//无休止 

三、拓展知识

1、为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？

①JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的（如我例子中的list，list是对象），每个对象都有锁，通过线程获得。

②如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了。如果wait()方法定义在Thread类中，线程正在等待的是哪个锁就不明显了。

③简单的说，由于wait，notify和notifyAll都是锁级别的操作，所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。

补充：如何理解Java 中每个对象都有个锁？

在Java语言中，每一个对象有一把锁。线程可以使用synchronized关键字来获取对象上的锁。

java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时（如数据的增删改查），将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用，从而保证了该变量的唯一性和准确性。

2、java中notify 和 notifyAll有什么区别？

notify()notifyAll()的共同点：

均能唤醒正在等待的线程，并且均是最后只有一个线程获取资源对象的锁。

notify()notifyAll()的不同点：

notify() 只能唤醒一个线程，而notifyall()能够唤醒所有的线程，当线程被唤醒以后所有被唤醒的线程竞争获取资源对象的锁，其中只有一个能够得到对象锁，执行代码。注意：wait()方法并不是在等待资源的锁，而是在等待被唤醒。

3、未完待续.

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2020.06.13 记录辰兮的第81篇博客