不使用线程安全类(如AtomicInteger和SynchronizedList)的生产者-消费者问题
创始人
2024-12-29 14:00:31
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以下是一个不使用线程安全类的生产者-消费者问题的解决方法的代码示例:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Producer implements Runnable {
    private List buffer;
    private final int bufferSize;
    private int value = 0;

    public Producer(List buffer, int bufferSize) {
        this.buffer = buffer;
        this.bufferSize = bufferSize;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (buffer) {
                try {
                    // 如果缓冲区已满,等待消费者消费
                    while (buffer.size() == bufferSize) {
                        buffer.wait();
                    }

                    // 生产一个数据并放入缓冲区
                    buffer.add(value);
                    System.out.println("Produced: " + value);
                    value++;

                    // 通知消费者可以消费数据了
                    buffer.notifyAll();

                    // 模拟生产过程耗时
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable {
    private List buffer;

    public Consumer(List buffer) {
        this.buffer = buffer;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (buffer) {
                try {
                    // 如果缓冲区为空,等待生产者生产
                    while (buffer.isEmpty()) {
                        buffer.wait();
                    }

                    // 从缓冲区取出一个数据并消费
                    int value = buffer.remove(0);
                    System.out.println("Consumed: " + value);

                    // 通知生产者可以继续生产数据
                    buffer.notifyAll();

                    // 模拟消费过程耗时
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List buffer = new ArrayList<>();
        int bufferSize = 5;
        
        // 创建一个生产者线程和一个消费者线程
        Thread producerThread = new Thread(new Producer(buffer, bufferSize));
        Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(buffer));
        
        // 启动生产者和消费者线程
        producerThread.start();
        consumerThread.start();
    }
}

在这个示例中,生产者线程通过synchronized关键字来保护共享缓冲区,确保在访问缓冲区时只有一个线程能够执行。当缓冲区已满时,生产者线程调用wait()方法进入等待状态,直到消费者线程消费了数据后通知它继续生产。消费者线程也通过synchronized关键字来保护共享缓冲区,当缓冲区为空时,消费者线程调用wait()方法进入等待状态,直到生产者线程生产了数据后通知它继续消费。

这种方法虽然能够解决生产者-消费者问题,但需要手动使用synchronized关键字来保护共享资源,增加了编码的复杂性,并且容易出错。相比之下,使用线程安全类(如AtomicIntegerSynchronizedList)能够更方便地实现线程安全,并且减少了手动编写同步代码的工作量。

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