1.手寫生產(chǎn)者消費(fèi)者模型
所謂生產(chǎn)者消費(fèi)者模型，可以用我們生活中的例子來(lái)類比：我去一個(gè)小攤兒買吃的，老板把已經(jīng)做好的小吃都放在擺盤上，供我挑選。那么，老板就是生產(chǎn)者；我就是消費(fèi)者；擺盤就是阻塞隊(duì)列，用來(lái)當(dāng)做生產(chǎn)與消費(fèi)的緩沖區(qū)。因此，阻塞隊(duì)列在生產(chǎn)者與消費(fèi)者模型中起著至關(guān)重要的緩沖作用。
此次先演示如何手寫阻塞隊(duì)列（也可以使用Java庫(kù)中自帶的阻塞隊(duì)列）。
手寫的阻塞隊(duì)列只實(shí)現(xiàn)最基礎(chǔ)的兩個(gè)功能：入隊(duì)和出隊(duì)。之所以叫阻塞隊(duì)列，是因?yàn)楫?dāng)隊(duì)空或者隊(duì)滿的時(shí)候，都要實(shí)現(xiàn)阻塞，直到隊(duì)中不空或不滿的時(shí)候，才會(huì)取消阻塞。
手寫阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)如下：
//阻塞隊(duì)列BlockQueue
static class BlockQueue{
//該隊(duì)列用一個(gè)數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，我們讓此隊(duì)列的最大容量為10
private int[] items = new int[10];
private int head = 0;
private int tail = 0;
private int size = 0;
private Object locker =new Object();
//入隊(duì)
public void put(int item) throws InterruptedException {
synchronized(locker) {
while (size == items.length) {
//入隊(duì)時(shí)，若隊(duì)滿，阻塞
locker.wait();
}
items[tail++] = item;
//如果到達(dá)末尾，重回隊(duì)首（實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列）
if (tail >= items.length) {
tail = 0;
}
size++;
locker.notify();
}
}
//出隊(duì)
public int back() throws InterruptedException {
int ret = 0;
synchronized (locker) {
while (size == 0) {
//出隊(duì)時(shí)，若隊(duì)空，阻塞
locker.wait();
}
ret = items[head++];
if (head >= items.length) {
head = 0;
}
size--;
locker.notify();
}
return ret;
}
}
用兩個(gè)線程充當(dāng)生產(chǎn)者與消費(fèi)者：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BlockQueue blockQueue = new BlockQueue();
//生產(chǎn)者線程
Thread produce = new Thread(){
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i<10000;++i){
try {
System.out.println("生產(chǎn)了:"+i);
blockQueue.put(i);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
produce.start();
//消費(fèi)者線程
Thread customer = new Thread(){
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
int res = blockQueue.back();
System.out.println("消費(fèi)了：" + res);
//每次消費(fèi)后等1秒，也就是生產(chǎn)的快，消費(fèi)的慢
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
customer.start();
customer.join();
produce.join();
}
結(jié)果如下：可以看到，生產(chǎn)者線程先生產(chǎn)元素，（阻塞隊(duì)列容量為10)，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，隊(duì)列阻塞，消費(fèi)者線程消費(fèi)元素，因?yàn)橄M(fèi)的慢，所以接下來(lái)生產(chǎn)者線程由于阻塞隊(duì)列不能快速生產(chǎn)，只能等待消費(fèi)者線程消費(fèi)隊(duì)列中的元素，生產(chǎn)者線程才能隨著生產(chǎn)，這就是阻塞隊(duì)列的緩沖作用。
2.手寫定時(shí)器
先看一下Java包中的定時(shí)器。
下面的代碼我們通過(guò)調(diào)用timer類中的schedule方法來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)器功能。schedule方法有兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)：要執(zhí)行的任務(wù)，第二個(gè)參數(shù)：時(shí)間。
下面的代碼中，schedule方法中的第一個(gè)任務(wù)參數(shù)：我們創(chuàng)建了一個(gè)TimerTask實(shí)例；重寫里面的run方法來(lái)打印"觸發(fā)定時(shí)器"這句話。第二個(gè)參數(shù)：3000；表示3秒后執(zhí)行這個(gè)任務(wù)。
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
System.out.println("代碼開始執(zhí)行");
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("觸發(fā)定時(shí)器");
}
},3000);
}
}
結(jié)果如下：
從上面就可以看出來(lái)我們手寫定時(shí)器需要實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)方面：
1.一個(gè)Task類，用來(lái)描述要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)
2.一個(gè)Timer類，類中再實(shí)現(xiàn)一個(gè)schedule方法
Task類實(shí)現(xiàn)
//Task類用來(lái)描述任務(wù)，它繼承Comparable接口是因?yàn)橐獙⑷蝿?wù)放到優(yōu)先級(jí)阻塞隊(duì)列中
static class Task implements Comparable<Task>{
//command表示這個(gè)任務(wù)是什么
private Runnable command;
//time是一個(gè)時(shí)間戳
private long time;
public Task(Runnable command,long time){
this.command = command;
this.time = System.currentTimeMillis()+time;
}
public void run(){
command.run();
}
//因?yàn)橐獙ask任務(wù)放到優(yōu)先級(jí)阻塞隊(duì)列中，所以要重寫compareTo方法，我們將時(shí)間短的任務(wù)放到隊(duì)頭
@Override
public int compareTo(Task o) {
return (int)(this.time - o.time);
}
}
Timer類實(shí)現(xiàn)
//Timer類中需要有一個(gè)定時(shí)器，還需要有一個(gè)schedule方法
static class Timer{
//使用優(yōu)先級(jí)阻塞隊(duì)列來(lái)放這些任務(wù)，這樣才能把最接近時(shí)鐘的任務(wù)放到隊(duì)頭，我們每次掃描隊(duì)頭任務(wù)就行了
private PriorityBlockingQueue<Task> queue = new PriorityBlockingQueue<>();
//locker用來(lái)解決忙等問(wèn)題
private Object locker = new Object();
//構(gòu)造方法中完成定時(shí)器功能
public Timer(){
//需要構(gòu)造一個(gè)線程，來(lái)不斷地掃描隊(duì)頭，來(lái)判斷隊(duì)頭任務(wù)是否到點(diǎn)，也就是是否該開始執(zhí)行了
Thread t = new Thread(){
@Override
public void run() {
while(true){
//取出隊(duì)首任務(wù)來(lái)判斷是否到時(shí)間了
try {
Task task = queue.take();
long current = System.currentTimeMillis();
//當(dāng)前時(shí)間戳小于時(shí)鐘時(shí)間戳，表明時(shí)間還沒(méi)到,那就等待
if (current < task.time){
queue.put(task);
synchronized (locker){
locker.wait(task.time-current);
}
}else{
//否則時(shí)間到，開始執(zhí)行任務(wù)
task.run();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
break;
}
}
}
};
t.start();
}
//schedule方法的兩個(gè)參數(shù)，command為任務(wù)，delay為一個(gè)時(shí)間差例如：3000(單位為毫秒)
public void schedule(Runnable command,long delay){
Task task = new Task(command,delay);
queue.put(task);
synchronized (locker){
locker.notify();
}
}
}
主線程
public static void main(String[] args) {
System.out.println("程序啟動(dòng)");
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("觸發(fā)定時(shí)器");
}
},3000);//3000表示定時(shí)時(shí)間為3秒
}
結(jié)果如下：“程序啟動(dòng)” 在程序啟動(dòng)是立刻顯示出來(lái)；“觸發(fā)定時(shí)器”在3秒后顯示出來(lái)。
總結(jié)
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注服務(wù)器之家的更多內(nèi)容！
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