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1.1.15 使用Semaphore实现多生产者/多消费者模式
本实验的目的不光是实现生产者与消费者模式，还要限制生产者与消费者的数量，这样代码的复杂性就提高一些，但好在使用Semaphore类实现这个功能还是比较简单的。
创建实验用的项目repastTest，类RepastService.java代码如下：
package service;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class RepastService {
volatile private Semaphore setSemaphore = new Semaphore(10); //厨师
volatile private Semaphore getSemaphore = new Semaphore(20); //就餐者
volatile private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
volatile private Condition setCondition = lock.newCondition();
volatile private Condition getCondition = lock.newCondition();
//producePosition变量的含义是最多只有4个盒子存放菜品
volatile private Object[] producePosition = new Object[4];
private boolean isEmpty() {
boolean isEmpty = true;
for (int i = 0; i < producePosition.length; i++) {
if (producePosition[i] ! = null) {
isEmpty = false;
break;
}
}
if (isEmpty == true) {
return true;
} else {
return false;
}
}
private boolean isFull() {
boolean isFull = true;
for (int i = 0; i < producePosition.length; i++) {
if (producePosition[i] == null) {
isFull = false;
break;
}
}
return isFull;
}
public void set() {
try {
//System.out.println("set");
setSemaphore.acquire(); //允许同时最多有10个厨师进行生产
lock.lock();
while (isFull()) {
//System.out.println("生产者在等待");
setCondition.await();
}
for (int i = 0; i < producePosition.length; i++) {
if (producePosition[i] == null) {
producePosition[i] = "数据";
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 生产了 " + producePosition[i]);
break;
}
}
getCondition.signalAll();
lock.unlock();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
setSemaphore.release();
}
}
public void get() {
try {
//System.out.println("get");
getSemaphore.acquire(); //允许同时最多有16个就餐者
lock.lock();
while (isEmpty()) {
//System.out.println("消费者在等待");
getCondition.await();
}
for (int i = 0; i < producePosition.length; i++) {
if (producePosition[i] ! = null) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 消费了 " + producePosition[i]);
producePosition[i] = null;
break;
}
}
setCondition.signalAll();
lock.unlock();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
getSemaphore.release();
}
}
}
两个线程类代码如图1-27所示。
图1-27 线程类代码
运行类Run.java代码如下：
package test.run;
import service.RepastService;
import extthread.ThreadC;
import extthread.ThreadP;
public class Run {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
RepastService service = new RepastService();
ThreadP[] arrayP = new ThreadP[60];
ThreadC[] arrayC = new ThreadC[60];
for (int i = 0; i < 60; i++) {
arrayP[i] = new ThreadP(service);
arrayC[i] = new ThreadC(service);
}
Thread.sleep(2000);
for (int i = 0; i < 60; i++) {
arrayP[i].start();
arrayC[i].start();
}
}
}
程序运行结果如下：
Thread-0 生产了 数据
Thread-3 消费了 数据
Thread-2 生产了 数据
Thread-8 生产了 数据
Thread-16 生产了 数据
Thread-12 生产了 数据
Thread-19 消费了 数据
Thread-11 消费了 数据
Thread-20 生产了 数据
Thread-21 消费了 数据
Thread-25 消费了 数据
Thread-26 生产了 数据
Thread-27 消费了 数据
Thread-28 生产了 数据
Thread-29 消费了 数据
Thread-30 生产了 数据
Thread-31 消费了 数据
Thread-1 消费了 数据
Thread-34 生产了 数据
Thread-36 生产了 数据
Thread-38 生产了 数据
Thread-40 生产了 数据
Thread-41 消费了 数据
Thread-42 生产了 数据
Thread-7 消费了 数据
Thread-61 消费了 数据
Thread-63 消费了 数据
Thread-65 消费了 数据
Thread-22 生产了 数据
Thread-48 生产了 数据
Thread-4 生产了 数据
Thread-13 消费了 数据
Thread-69 消费了 数据
Thread-71 消费了 数据
Thread-24 生产了 数据
Thread-18 生产了 数据
Thread-56 生产了 数据
Thread-58 生产了 数据
Thread-33 消费了 数据
Thread-75 消费了 数据
Thread-77 消费了 数据
Thread-35 消费了 数据
Thread-44 生产了 数据
Thread-45 消费了 数据
Thread-6 生产了 数据
Thread-64 生产了 数据
Thread-66 生产了 数据
Thread-46 生产了 数据
Thread-67 消费了 数据
Thread-15 消费了 数据
Thread-87 消费了 数据
Thread-50 生产了 数据
Thread-72 生产了 数据
Thread-74 生产了 数据
Thread-17 消费了 数据
Thread-73 消费了 数据
Thread-23 消费了 数据
Thread-5 消费了 数据
Thread-54 生产了 数据
Thread-60 生产了 数据
Thread-32 生产了 数据
Thread-82 生产了 数据
Thread-79 消费了 数据
Thread-37 消费了 数据
Thread-81 消费了 数据
Thread-39 消费了 数据
Thread-62 生产了 数据
Thread-83 消费了 数据
Thread-68 生产了 数据
Thread-10 生产了 数据
Thread-14 生产了 数据
Thread-92 生产了 数据
Thread-85 消费了 数据
Thread-89 消费了 数据
Thread-111 消费了 数据
Thread-113 消费了 数据
Thread-76 生产了 数据
Thread-52 生产了 数据
Thread-91 消费了 数据
Thread-93 消费了 数据
Thread-78 生产了 数据
Thread-80 生产了 数据
Thread-84 生产了 数据
Thread-99 消费了 数据
Thread-101 消费了 数据
Thread-103 消费了 数据
Thread-86 生产了 数据
Thread-47 消费了 数据
Thread-88 生产了 数据
Thread-108 生产了 数据
Thread-110 生产了 数据
Thread-112 生产了 数据
Thread-109 消费了 数据
Thread-115 消费了 数据
Thread-96 生产了 数据
Thread-98 生产了 数据
Thread-117 消费了 数据
Thread-119 消费了 数据
Thread-95 消费了 数据
Thread-97 消费了 数据
Thread-102 生产了 数据
Thread-100 生产了 数据
Thread-104 生产了 数据
Thread-105 消费了 数据
Thread-43 消费了 数据
Thread-106 生产了 数据
Thread-107 消费了 数据
Thread-49 消费了 数据
Thread-114 生产了 数据
Thread-90 生产了 数据
Thread-94 生产了 数据
Thread-70 生产了 数据
Thread-9 消费了 数据
Thread-51 消费了 数据
Thread-53 消费了 数据
Thread-55 消费了 数据
Thread-116 生产了 数据
Thread-118 生产了 数据
Thread-57 消费了 数据
Thread-59 消费了 数据
工具editplus中的行数如图1-28所示。
图1-28 打印的行数
类Semaphore提供了限制并发线程数的功能，此功能在默认的synchronized中是不提供的。