0

0

在Java里如何实现生产者消费者模型_Java并发经典模型解析

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-01-18 17:04:02

|

952人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Java实现生产者消费者模型应优先使用BlockingQueue而非wait/notify,因其已封装线程安全、阻塞语义和容量控制;手写易出错,如虚假唤醒、锁不一致、if误用、状态检查缺失等,导致卡死或数据丢失。

在java里如何实现生产者消费者模型_java并发经典模型解析

Java 里实现生产者消费者模型,核心不是自己手写 wait/notify,而是优先用 BlockingQueue —— 它已封装线程安全、阻塞语义和容量控制,出错率低、可维护性强。

为什么别直接用 wait/notify 手写?

手写容易漏掉几个关键点:虚假唤醒没处理、锁对象不一致、条件判断用 if 而非 while、未在同步块内检查状态。一旦出错,程序会卡死或数据丢失,且难以复现。

典型错误现象:

  • 生产者往满队列塞数据时没阻塞,抛 IllegalStateException 或直接覆盖
  • 消费者从空队列取数据时返回 null 而非等待,导致空指针
  • 多个生产者/消费者下出现重复消费或漏消费

BlockingQueue 的三种典型用法场景

选哪种取决于你对「容量控制」「阻塞策略」「响应性」的要求:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

LobeHub
LobeHub

LobeChat brings you the best user experience of ChatGPT, OLLaMA, Gemini, Claude

下载
  • ArrayBlockingQueue:固定大小、公平锁可选,适合明确容量上限的场景(如日志缓冲区)
  • LinkedBlockingQueue:默认无界(实际是 Integer.MAX_VALUE),吞吐高但可能 OOM;指定容量后行为接近 ArrayBlockingQueue
  • SynchronousQueue:不存储元素,每个 put 必须配一个 take,适合任务交接型场景(如线程池的 DirectHandoff

一个最小可运行的双线程示例

以下代码演示一个生产者向队列塞整数、消费者从中取并打印,使用 ArrayBlockingQueue 确保严格容量控制:

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

public class ProducerConsumerDemo {
    private static final BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

    public static void main(String[] args) {
        Thread producer = new Thread(() -> {
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("Producing: " + i);
                    queue.put(i); // 队列满时自动阻塞
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        });

        Thread consumer = new Thread(() -> {
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    Integer item = queue.take(); // 队列空时自动阻塞
                    System.out.println("Consumed: " + item);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        });

        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

注意:put()take() 是阻塞式方法;若需超时或非阻塞,改用 offer(e, timeout, unit)poll(timeout, unit)

容易被忽略的边界点

实际项目中这几个细节常引发问题:

  • BlockingQueue 不保证跨 JVM 进程可见性 —— 它只是线程间通信工具,不是分布式队列
  • 若消费者处理逻辑抛异常未捕获,线程会退出,后续生产的数据将永远堆积在队列中
  • size() 返回的是近似值,高并发下可能不准,不能用它做业务逻辑判断(比如“如果 size > 5 就告警”)
  • LinkedBlockingQueue 且未设容量时,put() 几乎不会阻塞,但内存持续增长风险极高

真正复杂的场景(如多生产者多消费者、优先级消费、失败重试、监控埋点),建议直接上 Disruptor 或消息中间件,而不是在 BlockingQueue 上叠补丁。

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

835

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

741

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

736

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

397

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

399

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

446

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

430

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16926

2023.08.03

高德地图升级方法汇总
高德地图升级方法汇总

本专题整合了高德地图升级相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

65

2026.01.16

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.6万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 47.4万人学习

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
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

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号