首页 > Java > java教程 > 正文

在Java中如何使用Lock和Condition实现生产者消费者模型_LockCondition生产者消费者操作解析

P粉602998670
发布: 2025-12-02 11:14:53
原创
776人浏览过
使用Lock和Condition可实现生产者消费者模型中线程的精准协作,通过notFull和notEmpty两个条件变量控制缓冲区满或空时的等待与唤醒,相比synchronized更灵活安全。

在java中如何使用lock和condition实现生产者消费者模型_lockcondition生产者消费者操作解析

在Java中,使用Lock和Condition可以更灵活地实现线程间的协作,相比synchronized关键字,它提供了更细粒度的控制。生产者消费者模型是多线程编程中的经典问题,利用Lock和Condition能很好地解决线程间的等待与唤醒机制。

使用Lock和Condition的基本原理

Lock接口提供了比synchronized更广泛的锁定操作,而Condition则允许线程在特定条件下挂起或唤醒。一个Lock可以关联多个Condition实例,这使得我们可以针对不同的等待条件进行精确控制。

在生产者消费者场景中:

  • 生产者线程在缓冲区满时需要等待,直到有空间可用
  • 消费者线程在缓冲区空时需要等待,直到有数据可消费

通过两个Condition分别表示“不满”和“不空”的状态,就能实现高效的线程通信。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

腾讯Effidit
腾讯Effidit

腾讯AI Lab开发的AI写作助手,提升写作者的写作效率和创作体验

腾讯Effidit 65
查看详情 腾讯Effidit

代码实现步骤详解

下面是一个基于阻塞队列思想的简化版生产者消费者实现:

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ProducerConsumer {
    private final Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
    private final int MAX_SIZE = 5;
    
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    public void produce(int item) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == MAX_SIZE) {
                System.out.println("队列已满,生产者等待...");
                notFull.await(); // 等待不满信号
            }
            queue.offer(item);
            System.out.println("生产了:" + item + ",当前大小:" + queue.size());
            notEmpty.signal(); // 唤醒消费者
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int consume() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                System.out.println("队列为空,消费者等待...");
                notEmpty.await(); // 等待不空信号
            }
            int item = queue.poll();
            System.out.println("消费了:" + item + ",剩余大小:" + queue.size());
            notFull.signal(); // 唤醒生产者
            return item;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}
登录后复制

关键点说明:

  • 使用while判断而非if,防止虚假唤醒
  • await()会释放锁并使线程进入等待状态
  • signal()用于唤醒一个等待线程,signalAll()可唤醒所有
  • 必须在finally块中释放锁,确保异常时也能解锁

测试与运行效果

创建多个生产者和消费者线程来验证功能:

public static void main(String[] args) {
    ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();

    // 生产者线程
    new Thread(() -> {
        int i = 0;
        while (true) {
            try {
                pc.produce(++i);
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); }
        }
    }).start();

    // 消费者线程
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            try {
                pc.consume();
                Thread.sleep(800);
            } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); }
        }
    }).start();
}
登录后复制

输出会显示生产和消费交替进行,当缓冲区满或空时相应线程会暂停,直到对方操作释放资源。

基本上就这些。这种方式比传统的wait/notify更安全、更灵活,尤其适合复杂同步场景。

以上就是在Java中如何使用Lock和Condition实现生产者消费者模型_LockCondition生产者消费者操作解析的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

最佳 Windows 性能的顶级免费优化软件
最佳 Windows 性能的顶级免费优化软件

每个人都需要一台速度更快、更稳定的 PC。随着时间的推移,垃圾文件、旧注册表数据和不必要的后台进程会占用资源并降低性能。幸运的是,许多工具可以让 Windows 保持平稳运行。

下载
来源:php中文网
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn
最新问题
开源免费商场系统广告
热门教程
更多>
最新下载
更多>
网站特效
网站源码
网站素材
前端模板
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新 English
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送
PHP中文网APP
随时随地碎片化学习

Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号