如何在 Java 中使用阻塞佇列實現生產者消費者模型？

Java 中的阻塞佇列用於實作生產者消費者模型：生產者執行緒向佇列中新增數據，消費者執行緒從佇列中讀取資料。佇列滿時，生產者阻塞直到有空間可用；佇列空時，消費者阻塞直到有資料可讀。實戰案例：快取系統、訊息佇列、管線處理等並發問題。

在Java 中使用阻塞佇列實作生產者消費者模型

##阻塞佇列是一種執行緒安全的資料結構，它可以幫助我們在生產者和消費者之間實現同步。生產者執行緒將資料加入佇列中，而消費者執行緒從佇列中讀取資料。如果佇列已滿，生產者會阻塞直到有空間可用。如果隊列為空，消費者會阻塞直到有資料可供讀取。

範例程式碼：

Producer.java

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Producer implements Runnable {

    private BlockingQueue<Integer> queue;

    public Producer(BlockingQueue<Integer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                queue.put(i);
                System.out.println("Produced: " + i);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

Consumer.java##

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Consumer implements Runnable {

    private BlockingQueue<Integer> queue;

    public Consumer(BlockingQueue<Integer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                Integer item = queue.take();
                System.out.println("Consumed: " + item);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

Main.java

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);

        Producer producer = new Producer(queue);
        Consumer consumer = new Consumer(queue);

        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
        executorService.submit(producer);
        executorService.submit(consumer);

        executorService.shutdown();
    }
}

#實戰案例：

此模型可用來解決多種並發問題，例如：

在快取系統中，生產者執行緒產生數據，而消費者執行緒使用數據。

• 在訊息佇列系統中，生產者執行緒發布訊息，而消費者執行緒處理訊息。
• 在管線處理中，生產者執行緒產生中間數據，而消費者執行緒處理中間數據並產生最終結果。

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