22.实现一个生产者-消费者问题,使用Java的线程同步机制。
生产者-消费者问题是一个经典的并发编程问题,其中生产者产生数据(或产品),消费者消费这些数据。在Java中,我们可以使用wait()和notify()方法或者BlockingQueue接口来实现线程同步。
以下是使用wait()和notify()方法实现的生产者-消费者问题的示例:
java复制代码
| public class ProducerConsumerExample {  | |
| private static final int MAX_SIZE = 10; // 缓冲区大小  | |
| private static final Object lock = new Object(); // 锁对象  | |
| private static List<Integer> buffer = new ArrayList<>(MAX_SIZE); // 缓冲区  | |
| private static int count = 0; // 缓冲区中当前元素的数量  | |
| // 生产者线程  | |
| static class Producer extends Thread {  | |
| public void run() {  | |
| while (true) {  | |
| synchronized (lock) {  | |
| // 等待缓冲区不满  | |
| while (count == MAX_SIZE) {  | |
| try {  | |
| lock.wait();  | |
| } catch (InterruptedException e) {  | |
| e.printStackTrace();  | |
| }  | |
| }  | |
| // 生产一个产品(这里用随机数表示)  | |
| int product = (int) (Math.random() * 100);  | |
| buffer.add(product);  | |
| count++;  | |
| // 通知可能等待的消费者线程  | |
| lock.notifyAll();  | |
| }  | |
| // 休眠一段时间,模拟生产速度  | |
| try {  | |
| Thread.sleep(100);  | |
| } catch (InterruptedException e) {  | |
| e.printStackTrace();  | |
| }  | |
| }  | |
| }  | |
| }  | |
| // 消费者线程  | |
| static class Consumer extends Thread {  | |
| public void run() {  | |
| while (true) {  | |
| synchronized (lock) {  | |
| // 等待缓冲区不空  | |
| while (count == 0) {  | |
| try {  | |
| lock.wait();  | |
| } catch (InterruptedException e) {  | |
| e.printStackTrace();  | |
| }  | |
| }  | |
| // 消费一个产品  | |
| int product = buffer.remove(0);  | |
| count--;  | |
| // 通知可能等待的生产者线程  | |
| lock.notifyAll();  | |
| }  | |
| // 休眠一段时间,模拟消费速度  | |
| try {  | |
| Thread.sleep(200);  | |
| } catch (InterruptedException e) {  | |
| e.printStackTrace();  | |
| }  | |
| }  | |
| }  | |
| }  | |
| public static void main(String[] args) {  | |
| // 创建并启动生产者线程  | |
| new Producer().start();  | |
| // 创建并启动消费者线程  | |
| new Consumer().start();  | |
| }  | |
| } | 
在上面的代码中,我们定义了一个Producer类和一个Consumer类,它们分别继承了Thread类并重写了run()方法。生产者会向缓冲区中添加产品,而消费者会从缓冲区中取出产品。我们使用一个共享的lock对象来实现同步,以及wait()和notifyAll()方法来协调生产者和消费者之间的操作。
注意,在生产者和消费者的run()方法中,我们使用了一个while循环来检查缓冲区是否满或空,而不是if条件判断。这是因为wait()方法可能会因为其他原因(如interrupt())被唤醒,所以我们需要再次检查条件是否满足。
此外,为了避免死锁和活锁,确保在wait()和notify()方法调用前后都持有锁。这是因为在调用wait()方法时,线程会释放锁,而notify()或notifyAll()方法调用后,其他线程可能会获取锁并继续执行。
尽管上述示例展示了如何使用基本的线程同步机制实现生产者-消费者问题,但在实际开发中,通常更推荐使用Java并发包中的BlockingQueue接口及其实现类(如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等),因为它们提供了更简洁、更安全的线程同步机制。