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前言一、案例描述二、创建快递柜三、创建生产者类四、创建消费者类五、测试类总结

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前言

生产者消费者模式属于一种经典的多线程协作的模式，弄清生产者消费者问题能够让我们对于多线程编程有更深刻的理解，下面，为大家分享一个生产者消费者的案例。

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一、案例描述

这里以快递为例，假设有一个快递柜，用来存快递，然后有快递员和取件人，快递员往快递柜里存快递，取件人从快递柜中取走快递。快递员作为生产者，取件人作为消费者，当两者在一个时间段同时进行多次自己的操作时，很明显这就是多线程编程的生产者消费者实例了。在这里，我们希望快递员（生产者）存入一个快递，取件人（消费者）就拿走一个快递，如果快递还没有被取走，那么生产者应该等待，而如果快递柜里没有快递，则消费者应该等待。

首先来明确一下，这个案例我们需要准备：

快递柜类（Box）：包含一个成员变量，表示快递的序号，并提供存快递和取快递的操作方法生产者类（Producer）：实现Runnable接口，包含存快递的方法消费者类（Customer）：实现Runnable接口，包含取快递的方法测试类（BoxDemo）：测试类按如下步骤实现这个案例 （1） 创建快递柜对象作为共享数据区域 （2） 创建生产者，把快递柜对象作为参数传递至构造方法，因为生产者需要完成存快递的操作 （3）创建消费者，把快递柜作为对象传递至构造方法，因为消费者需要完成取快递的操作 （4）创建两个线程，将生产者和消费者对象分别作为参数传递至线程的构造方法，然后启动线程

下面是具体实现：

二、创建快递柜

代码如下：

public class Box { //定义成员变量表示第几个快递（快递序号） private int express; //定义一个成员变量用于表示快递柜的状态 private boolean flag = false; //存快递 public synchronized void put(int express) { //如果有快递，那么快递员应该等待取件人来取快递 if (flag) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //如果没有快递，那么快递员就存入快递 this.express = express; System.out.println("快递员将第" + this.express + "个快递存入了快递柜"); //别忘了存完修改快递柜的状态 flag = true; //修改完快递柜状态后，唤醒其他在等待的线程 notifyAll(); } //取快递 public synchronized void get() { //如果有快递，那么取件人就取走快递 if (flag) { System.out.println("取件人取出了第" + this.express + "个快递"); flag = false; notifyAll(); } else { //没有快递，那么取件人就等待 try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }

说明：

如之前的分析，我们创建了一个Box类当做快递柜，除了表示快递序号的成员变量以外和对应的存快递、取快递方法外，还包括一个用来标记快递柜状态的变量，因为线程执行时需要这个标记来判断是该执行还是等待。存快递和取快递的方法都加上了sychronized变成了同步方法，因为用于等待的wait（）方法和唤醒的notifyAll（）方法要在sychronized块中使用，否则会抛出 IllegalMonitorStateException异常而无法执行。

三、创建生产者类

代码如下：

public class Producer implements Runnable{ private Box b; public Producer(Box b){ this.b = b; } @Override public void run() { for(int i = 1 ;i<11;i++){ b.put(i); } } }

说明：

快递员当做生产者类，它实现了Runnable接口，重写了run（）方法，并且有一个Box类型的成员变量，和一个以这个成员变量为参数的构造方法，因为在这个类中要调用存快递的操作。在这里，run（）方法里一共存入了10次快递。

四、创建消费者类

代码如下：

public class Customer implements Runnable{ private Box b ; public Customer(Box b){ this.b = b; } @Override public void run() { while(true){ b.get(); } } }

说明：

同生产者类一样，消费者（取件人）类也实现了Runnable接口，重写了run（）方法，同样有一个Box类型的成员变量，和一个以这个成员变量为参数的构造方法，因为这个类里会调用取快递的操作。由于能取快递的次数是由生产者（快递员）存入多少快递决定的，所以这里我们直接用while循环就好了。

五、测试类

在测试类中，我们分别创建快递柜、生产者和消费者的对象，将快递柜对象作为参数分别传入生产者和消费者创建时的构造方法。然后创建两个线程，分别将生产者和消费者对象作为构造方法的参数传递，最后启动线程，观察结果。

代码如下：

public class BoxDemo { public static void main(String[] args) { //创建快递柜对象 Box box = new Box(); //创建生产者和消费者对象 Producer p = new Producer(box); Customer c = new Customer(box); //创建两个线程 Thread t1 = new Thread(p,"生产者线程"); Thread t2 = new Thread(c,"消费者线程"); //启动线程 t1.start(); t2.start(); } }

执行结果： 可以看到，快递员和取件人有序地完成了10个快递的存和取。

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总结

以上就是一个简单的生产者和消费者的案例，从这里面我们可以看出，这种模式除了生产者、消费者以外，还有一个很重要的中介的数据缓存区，也就是案例中的快递柜，生产者往里面“丢”，消费者从里面“拿”，这样三者才构成了完整的生产者消费者模式。

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