Java 實例 - 生產者/消費者議題

生產者和消費者問題是線程模型中的經典問題：生產者和消費者在同一時間段內共用同一個存儲空間，如下圖所示，生產者向空間裡存放數據，而消費者取用數據，如果不加以協調可能會出現以下情況：

儲存空間已滿，而生產者佔用著它，消費者等著生產者讓出空間從而去除產品，生產者等著消費者消費產品，從而向空間中添加產品。互相等待，從而發生死鎖。

以下實例示範如何透過執行緒解決生產者/消費者問題：

/*
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 ProducerConsumerTest.java
 */public class ProducerConsumerTest {
   public static void main(String[] args) {
      CubbyHole c = new CubbyHole();
      Producer p1 = new Producer(c, 1);
      Consumer c1 = new Consumer(c, 1);
      p1.start(); 
      c1.start();
   }}class CubbyHole {
   private int contents;
   private boolean available = false;
   public synchronized int get() {
      while (available == false) {
         try {
            wait();
         }
         catch (InterruptedException e) {
         }
      }
      available = false;
      notifyAll();
      return contents;
   }
   public synchronized void put(int value) {
      while (available == true) {
         try {
            wait();
         }
         catch (InterruptedException e) { 
         } 
      }
      contents = value;
      available = true;
      notifyAll();
   }}class Consumer extends Thread {
   private CubbyHole cubbyhole;
   private int number;
   public Consumer(CubbyHole c, int number) {
      cubbyhole = c;
      this.number = number;
   }
   public void run() {
      int value = 0;
         for (int i = 0; i < 10; i++) {
            value = cubbyhole.get();
            System.out.println("消费者 #" + this.number+ " got: " + value);
         }
    }}class Producer extends Thread {
   private CubbyHole cubbyhole;
   private int number;

   public Producer(CubbyHole c, int number) {
      cubbyhole = c;
      this.number = number;
   }

   public void run() {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
         cubbyhole.put(i);
         System.out.println("生产者 #" + this.number + " put: " + i);
         try {
            sleep((int)(Math.random() * 100));
         } catch (InterruptedException e) { }
      }
   }}

以上程式碼運行輸出結果為：

消费者 #1 got: 0
生产者 #1 put: 0
生产者 #1 put: 1
消费者 #1 got: 1
生产者 #1 put: 2
消费者 #1 got: 2
生产者 #1 put: 3
消费者 #1 got: 3
生产者 #1 put: 4
消费者 #1 got: 4
生产者 #1 put: 5
消费者 #1 got: 5
生产者 #1 put: 6
消费者 #1 got: 6
生产者 #1 put: 7
消费者 #1 got: 7
生产者 #1 put: 8
消费者 #1 got: 8
生产者 #1 put: 9
消费者 #1 got: 9

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