并发编程中级篇三----并行设计模式----生产者-消费者模式

生产者-消费者模式是一个经典的多线程设计模式，它为多线程的协作提供了良好的解决方案。在生产者-消费者模式中，通常有两类线程，即若干个生产者线程和若干个消费者线程。生产者线程负责提交用户请求，消费者线程负责处理用户请求。生产者和消费者之间通过共享内存缓冲区进行通信。

生产者-消费者模式中的内存缓冲区的主要功能是数据在多线程间的共享。

1.创建一个被消费的对象

    public final class Data{
        
        private String id;
        
        private String name;
        
        //getter/setter(),toString()省略,构造方法省略
    }

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2.创建一个生产者

    public class Provider implements Runnable{
        
        //共享缓存区
        private BlockingQueue<Data> queue;
        //多线程间是否启动变量，有强制从主内存中刷新的功能。即时返回线程的状态
        private volatile boolean isRunning = true;
        //id生成器
        private static AtomicInteger count = new AtomicInteger();
        //随机对象
        private static Random r = new Random(); 
        
        public Provider(BlockingQueue queue){
            this.queue = queue;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while(isRunning){
                try {
                    //随机休眠0 - 1000 毫秒 表示获取数据(产生数据的耗时) 
                    Thread.sleep(r.nextInt(1000));
                    //获取的数据进行累计...
                    int id = count.incrementAndGet();
                    //比如通过一个getData方法获取了
                    Data data = new Data(Integer.toString(id), "数据" + id);
                    System.out.println("当前线程:" +
                     Thread.currentThread().getName() +
                      ", 获取了数据，id为:" + id +
                       ", 进行装载到公共缓冲区中...");
                    if(!this.queue.offer(data, 2, TimeUnit.SECONDS)){
                        System.out.println("提交缓冲区数据失败....");
                        //do something... 比如重新提交
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        
        public void stop(){
            this.isRunning = false;
        }
    }

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3.添加一个消费者

    public class Consumer implements Runnable{
        
        private BlockingQueue<Data> queue;
    
        public Consumer(BlockingQueue queue){
            this.queue = queue;
        }
        
        //随机对象
        private static Random r = new Random(); 
    
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                try {
                    //获取数据
                    Data data = this.queue.take();
                    //进行数据处理。休眠0 - 1000毫秒模拟耗时
                    Thread.sleep(r.nextInt(1000));
                    System.out.println("当前消费线程：" + 
                    Thread.currentThread().getName() +
                     "， 消费成功，消费数据为id: " + data.getId());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

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4.定义一个测试类

    public class Main{
        
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            //内存缓冲区
            BlockingQueue<Data> queue = new LinkedBlockingQueue<Data>(10);
            //生产者
            Provider p1 = new Provider(queue);
            
            Provider p2 = new Provider(queue);
            Provider p3 = new Provider(queue);
            //消费者
            Consumer c1 = new Consumer(queue);
            Consumer c2 = new Consumer(queue);
            Consumer c3 = new Consumer(queue);
            //创建线程池运行,这是一个缓存的线程池，可以创建无穷大的线程，
            //没有任务的时候不创建线程。空闲线程存活时间为60s（默认值）
    
            ExecutorService cachePool = Executors.newCachedThreadPool();
            cachePool.execute(p1);
            cachePool.execute(p2);
            cachePool.execute(p3);
            cachePool.execute(c1);
            cachePool.execute(c2);
            cachePool.execute(c3);
    
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            p1.stop();
            p2.stop();
            p3.stop();
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }        
    //        cachePool.shutdown(); 
    //        cachePool.shutdownNow();
            
    
        }
    }

运行结果如下所示