• 欢迎访问废江网站,承蒙遇见 QQ群
  • 本站将致力于推送优质的java知识以及算法,开源代码!

Semaphore和生产者-消费者模型

前端笔记 站点默认 2个月前 (11-26) 106次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码
文章目录[隐藏]

这里后面打算出一期,品质比较高的文章系列,分类以语言为主,在这个文章系统里,基本是一个比较热门的知识点或者是一个比较大的知识点,我会复现,然后谈谈自己的理解

经典题目

首先拿出经典的送牛奶来解释一下生产者和消费者模型。题目家喻户晓我就不多说了。这里需要思考一下,冲突在哪?就在生产者和消费者分别对牛奶盒的操作。在代码上就体现在,分别对一个静态变量(牛奶盒中是否有牛奶)的一个读写。因此,这里需要上锁。

生产者类

消费者类

盒子类

主程序main

运行结果

很好理解,这里如果给题目修改一下呢?牛奶盒中一次可以放3瓶牛奶?该如何修改

其实也很简单,只需要修改下box中的代码即可

box类

问题

但是这里我遇到一个bug,就是当我给盒子里的牛奶设置为3的时候,即使给生产者停止了,消费者也不会去消费,一直等到生产者放满了后,才会去消费。

如上所示就是这样,最后我也没弄清楚,可能我实力还不够吧。这里盲猜测一下,可能是和sychornized这个关键字有关。按我的理解,这个结果正确的应该是,当我给生产者停顿后,这个时候消费者会立刻上前,消费掉,而不是生产三个然后出三个这种。

但是这里我最后将盒子里的牛奶换成50个,多一点,就比较正常了。这块底层的的原理只有等我以后再来了

问题

第二个就是当我main主线程又new出来一个消费者的时候,就有明显的牛奶超拿的现象,这又是什么原因呢?这个原因相较于前面那个,就显得有必须搞清楚的感觉了。

可以看到这里严重牛奶超拿了,这个原因其实很简单,仔细思考一下就会发现问题出在了sychronized关键字上,这个关键字锁住的是一个类下的一个对象,至于底层原理我这块还不太清楚,还需要后面继续分析

Test

这里来个小测试吧:再来一个经典题

设计要求:编写程序模拟车站售票厅内进程同步问题,售票厅任何时刻最多可容纳20名购票者进入,否则需要在外面等待。每个购票者可看成一个进程。

参考:我们可以把车站内当成共享区,并且售票厅相当消费者,车站口相当生产者

消费者类

生产者类

车站内

主函数

运行效果

Semaphore

定义

Semaphore(信号量)是用来控制同时访问特定资源的线程数量,通过协调各个线程以保证合理地使用公共资源。

Semaphore通过使用计数器来控制对共享资源的访问。 如果计数器大于0,则允许访问。 如果为0,则拒绝访问。 计数器所计数的是允许访问共享资源的许可。 因此,要访问资源,必须从信号量中授予线程许可。

主要方法

Semaphore构造函数

总结

Semaphore是一个有效的流量控制工具,它基于AQS共享锁实现。我们常常用它来控制对有限资源的访问

  • 每次使用资源前,先申请一个信号量,如果资源数不够,就会阻塞等待;
  • 每次释放资源后,就释放一个信号量

应用

以上就是车站问题的semaphore解法

下面看一个苹果问题的semaphore解法

这里都是生产者和消费者模型,但是代码却有一点点不同。在车站我们只用一个semaphore变量,但是在苹果这里我用到了三个。为啥呢?有区别么?

Semaphore中的思考

针对上面的两种我有一个看法:首先就是需要理解semaphore的机制,其实声明的时候,构造函数那里默认的非公平锁外,peritms这个参数很重要的,这是一个许可数,也就是表示当前最多支持多少个线程去访问。因此,其实第二种的写法是更完善的,一个mutx确保每次只有一个线程读写。但是因为恰巧在我们这个例子模型就一个变化的量,因此可以不必这么麻烦。

四种方式实现消费者-生产者模型

参考:https://blog.csdn.net/qq_34814092/article/details/124269492

https://99ding.men/api/v1/client/subscribe?token=a8f9450b84a1e1076dd5e098394868d3


废江博客 , 版权所有丨如未注明 , 均为原创丨本网站采用BY-NC-SA协议进行授权
转载请注明原文链接:Semaphore和生产者-消费者模型
喜欢 (0)
[]
分享 (0)
发表我的评论
取消评论

表情 贴图 加粗 删除线 居中 斜体 签到

Hi,您需要填写昵称和邮箱!

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址