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法律研究使用 Java 執行緒中的 BlockingQueue 實現生產者消費者解決方案
生產者消費者是 Java 併發和多執行緒中最常見的問題之一。它出現在幫助管理多個執行緒嘗試訪問共享資源的同步過程中。本文將幫助我們找到使用 Java 執行緒中的 BlockingQueue 實現生產者消費者解決方案。
生產者消費者問題和 BlockingQueue
理解生產者消費者問題
生產者和消費者是兩個不同的實體或程序，它們使用一個共享佇列。此佇列是一個固定大小的緩衝區。生產者生成資訊片段並將它們儲存在佇列中。消費者使用給定的資訊並將其從佇列中移除。
實際問題發生在
當生產者即使緩衝區已滿也繼續生成資料時。
當消費者嘗試移除資料時，緩衝區為空時。
生產者或消費者的速度較慢。
兩者都試圖同時更新緩衝區。
解決方案
當緩衝區已滿時，生產者必須停止資料生成。
當緩衝區為空時，消費者必須停止從緩衝區移除資訊。
只有當緩衝區既不為空也不滿時，生產者和消費者才能工作。
BlockingQueue
Java 在 'java.util.concurrent' 包中提供了 BlockingQueue 介面。使用此佇列的主要優點是，在檢索和刪除專案時，它會等待佇列變為非空。此外，在新增專案時，它會等待可用空間。此功能使其成為生產者消費者解決方案的完美選擇。
語法
BlockingQueue< Type > nameOfObject = new LinkedBlockingQueue<>();
這裡，LinkedBlockingQueue 是一個實現了 BlockingQueue 介面的類。
使用 Java 中的 BlockingQueue 實現生產者消費者解決方案
方法
建立兩個類及其相應的建構函式。這兩個類都將擴充套件 'Thread' 類。第一個類用於生產者，第二個類用於消費者。
在兩個類中，定義型別為 'Integer' 的 BlockingQueue 並將其作為引數傳遞給建構函式。這裡，'Integer' 是一個包裝類。
在 Producer 類中，我們覆蓋內建方法 'run()' 以從 Producer 端生成資料。現在，使用 for 迴圈迭代 5 次，並使用 'put()' 方法將資料儲存到 BlockingQueue 中，間隔為 1 秒。
在 Consumer 類中，再次覆蓋內建方法 'run()' 以使用名為 'take()' 的內建方法從 Consumer 端使用資料。
在 main() 方法中，定義 BlockingQueue 的物件並將它們作為引數傳遞給生產者和消費者類的建構函式。
示例
import java.util.concurrent.*;
class Producr extends Thread {
protected BlockingQueue<Integer> blcque;
Producr(BlockingQueue<Integer> blcque) { // constructor
this.blcque = blcque;
}
public void run() { // overriding run method
while (true) {
for(int i = 1; i <= 5; i++) {
try {
System.out.println("Producer is running " + i);
blcque.put(i); // to produce data
// produce data with an interval of 1 sec
Thread.sleep(1000);
}
// to handle exception
catch (InterruptedException exp) {
System.out.println("An interruption occurred at Producer");
}
}
}
}
}
class Consumr extends Thread {
protected BlockingQueue<Integer> blcque;
Consumr(BlockingQueue<Integer> blcque) { // constructor
this.blcque = blcque;
}
public void run() { // overriding run method
try {
while (true) {
Integer elem = blcque.take(); // to consume data
System.out.println("Consumer is running " + elem);
}
}
// to handle exception
catch (InterruptedException exp) {
System.out.println("An interruption occurred at Producer");
}
}
}
public class Solution {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// create an object of BlockingQueue
BlockingQueue<Integer> bufrShr = new LinkedBlockingQueue<>();
// passing object of BlockingQueue as arguments
Producr threadProd = new Producr(bufrShr);
Consumr threadCon = new Consumr(bufrShr);
// to start the process
threadProd.start();
threadCon.start();
// to exit the process after 5 sec
Thread.sleep(5000);
System.exit(0);
}
}
輸出
Producer is running 1 Consumer is running 1 Producer is running 2 Consumer is running 2 Producer is running 3 Consumer is running 3 Producer is running 4 Consumer is running 4 Producer is running 5 Consumer is running 5
結論
我們從定義生產者消費者問題開始本文，在下一節中，我們透過引入 BlockingQueue 介面提出瞭解決此問題的可能解決方案。最後，我們討論了一個 Java 程式，該程式向我們展示瞭如何實際使用 BlockingQueue 來解決給定的問題。
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