Java多執行緒-併發協作(生產者消費者模型)

對於多執行緒程式來說，不管任何程式語言，生產者和消費者模型都是最經典的。就像學習每一門程式語言一樣，Hello World！都是最經典的例子。

實際上，準確說應該是“生產者-消費者-倉儲”模型，離開了倉儲，生產者消費者模型就顯得沒有說服力了。
對於此模型，應該明確一下幾點：
1、生產者僅僅在倉儲未滿時候生產，倉滿則停止生產。
2、消費者僅僅在倉儲有產品時候才能消費，倉空則等待。
3、當消費者發現倉儲沒產品可消費時候會通知生產者生產。
4、生產者在生產出可消費產品時候，應該通知等待的消費者去消費。

package cn.thread;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

/**
 * java多執行緒模擬生產者消費者問題
 * 
 * ProducerConsumer是主類，Producer生產者，Consumer消費者，Product產品，Storage倉庫
 * 
 * @author 林計欽
 * @version 1.0 2013-7-24 下午04:49:02
 */
public class ProducerConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();

        Storage s = pc.new Storage();

        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        Producer p = pc.new Producer("張三", s);
        Producer p2 = pc.new Producer("李四", s);
        Consumer c = pc.new Consumer("王五", s);
        Consumer c2 = pc.new Consumer("老劉", s);
        Consumer c3 = pc.new Consumer("老林", s);
        service.submit(p);
        //service.submit(p2);
        service.submit(c);
        service.submit(c2);
        service.submit(c3);
        
    }

    /**
     * 消費者
     * 
     * @author 林計欽
     * @version 1.0 2013-7-24 下午04:53:30
     */
    class Consumer implements Runnable {
        private String name;
        private Storage s = null;

        public Consumer(String name, Storage s) {
            this.name = name;
            this.s = s;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    System.out.println(name + "準備消費產品.");
                    Product product = s.pop();
                    System.out.println(name + "已消費(" + product.toString() + ").");
                    System.out.println("===============");
                    Thread.sleep(500);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }

    /**
     * 生產者
     * 
     * @author 林計欽
     * @version 1.0 2013-7-24 下午04:53:44
     */
    class Producer implements Runnable {
        private String name;
        private Storage s = null;

        public Producer(String name, Storage s) {
            this.name = name;
            this.s = s;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Product product = new Product((int) (Math.random() * 10000)); // 產生0~9999隨機整數
                    System.out.println(name + "準備生產(" + product.toString() + ").");
                    s.push(product);
                    System.out.println(name + "已生產(" + product.toString() + ").");
                    System.out.println("===============");
                    Thread.sleep(500);
                }
            } catch (InterruptedException e1) {
                e1.printStackTrace();
            }

        }
    }

    /**
     * 倉庫，用來存放產品
     * 
     * @author 林計欽
     * @version 1.0 2013-7-24 下午04:54:16
     */
    public class Storage {
        BlockingQueue<Product> queues = new LinkedBlockingQueue<Product>(10);

        /**
         * 生產
         * 
         * @param p
         *            產品
         * @throws InterruptedException
         */
        public void push(Product p) throws InterruptedException {
            queues.put(p);
        }

        /**
         * 消費
         * 
         * @return 產品
         * @throws InterruptedException
         */
        public Product pop() throws InterruptedException {
            return queues.take();
        }
    }

    /**
     * 產品
     * 
     * @author 林計欽
     * @version 1.0 2013-7-24 下午04:54:04
     */
    public class Product {
        private int id;

        public Product(int id) {
            this.id = id;
        }

        public String toString() {// 重寫toString方法
            return "產品：" + this.id;
        }
    }

}

張三準備生產(產品：3359).
張三已生產(產品：3359).
===============
老劉準備消費產品.
王五已消費(產品：3359).
===============
王五準備消費產品.
張三準備生產(產品：1863).
張三已生產(產品：1863).
===============
老林已消費(產品：1863).
===============
老林準備消費產品.
張三準備生產(產品：5424).
張三已生產(產品：5424).
老劉已消費(產品：5424).
===============
===============
張三準備生產(產品：6290).
張三已生產(產品：6290).
===============
老劉準備消費產品.
王五已消費(產品：6290).
===============
張三準備生產(產品：990).
張三已生產(產品：990).
===============
老林已消費(產品：990).
===============
王五準備消費產品.
張三準備生產(產品：1971).
老林準備消費產品.
老劉已消費(產品：1971).
===============
張三已生產(產品：1971).
===============
張三準備生產(產品：5622).
老劉準備消費產品.
張三已生產(產品：5622).
===============
王五已消費(產品：5622).
===============
王五準備消費產品.
張三準備生產(產品：6570).
張三已生產(產品：6570).
===============
老林已消費(產品：6570).
===============
老林準備消費產品.
張三準備生產(產品：17).
老劉已消費(產品：17).
===============
張三已生產(產品：17).
===============
老劉準備消費產品.
張三準備生產(產品：7962).
張三已生產(產品：7962).
===============
王五已消費(產品：7962).
===============
王五準備消費產品.
張三準備生產(產品：3200).
張三已生產(產品：3200).
===============
老林已消費(產品：3200).
===============
老林準備消費產品.
張三準備生產(產品：7234).
張三已生產(產品：7234).
===============
老劉已消費(產品：7234).
===============
老劉準備消費產品.
張三準備生產(產品：6486).
張三已生產(產品：6486).
===============
王五已消費(產品：6486).
===============
張三準備生產(產品：5436).
王五準備消費產品.
王五已消費(產品：5436).
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