Java并发编程中的生产者与消费者模型简述

概述
对于多线程程序来说，生产者和消费者模型是非常经典的模型。更加准确的说，应该叫“生产者-消费者-仓库模型”。离开了仓库，生产者、消费者就缺少了共用的存储空间，也就不存在并非协作的问题了。

示例
定义一个场景。一个仓库只允许存放10件商品，生产者每次可以向其中放入一个商品，消费者可以每次从其中取出一个商品。同时，需要注意以下4点：
1.  同一时间内只能有一个生产者生产，生产方法需要加锁synchronized。
2.  同一时间内只能有一个消费者消费，消费方法需要加锁synchronized。
3.  仓库为空时，消费者不能继续消费。消费者消费前需要循环判断当前仓库状态是否为空，空的话则消费线程需要wait，释放锁允许其他同步方法执行。
4.  仓库为满时，生产者不能继续生产，生产者生产钱需要循环判断当前仓库状态是否为满，满的话则生产线程需要wait，释放锁允许其他同步方法执行。

示例代码如下：

 public class Concurrence {
    public static void main(String[] args) {
      WareHouse wareHouse = new WareHouse();
      Producer producer = new Producer(wareHouse);
      Consumer consumer = new Consumer(wareHouse); 

      new Thread(producer).start();
      new Thread(consumer).start();
    }
  } 

  class WareHouse {
    private static final int STORE_SIZE = 10;
    private String[] storeProducts = new String[STORE_SIZE];
    private int index = 0; 

    public void pushProduct(String product) {
      synchronized (this) {
        while (index == STORE_SIZE) {
          try {
            this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
          }
        } 

        storeProducts[index++] = product;
        this.notify(); 

        System.out.println("生产了: " + product + " , 目前仓库里共: " + index
            + " 个货物");
      }
    } 

    public synchronized String getProduct() {
      synchronized (this) {
        while (index == 0) {
          try {
            this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
          }
        } 

        String product = storeProducts[index - 1];
        index--;
        System.out.println("消费了: " + product + ", 目前仓库里共: " + index
            + " 个货物");
        this.notify();
        return product;
      }
    }
  } 

  class Producer implements Runnable {
    WareHouse wareHouse; 

    public Producer(WareHouse wh) {
      this.wareHouse = wh;
    } 

    @Override
    public void run() {
      for (int i = 0; i < 40; i++) {
        String product = "product" + i;
        this.wareHouse.pushProduct(product);
      }
    }
  } 

  class Consumer implements Runnable {
    WareHouse wareHouse; 

    public Consumer(WareHouse wh) {
      this.wareHouse = wh;
    } 

    @Override
    public void run() {
      for (int i = 0; i < 40; i++) {
        this.wareHouse.getProduct();
      }
    }
  }
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