Java 関数の同時実行性とマルチスレッドでプロデューサー モデルとコンシューマー モデルを実装するにはどうすればよいですか?

Java では、同時実行性とマルチスレッドにより、複数のタスクを同時に実行できます。プロデューサおよびコンシューマ モデルは、キューを使用してプロデューサ スレッドとコンシューマ スレッドを調整する古典的な同時実行モデルであり、要素の同時生成と消費を実現できます。

Java 関数の同時実行性とマルチスレッド: プロデューサおよびコンシューマ モデルの実装

同時実行性とマルチスレッドは、アプリケーション プログラムが複数のタスクを同時に実行できるようにする Java の重要な概念です。 。プロデューサおよびコンシューマ モデルは、キューを使用してプロデューサ スレッドとコンシューマ スレッドを調整する同時プログラミングの古典的なパターンです。

Java 関数を使用してプロデューサー モデルとコンシューマー モデルを実装する

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.function.Supplier;

public class ProducerConsumer {

  private static BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();

  public static void main(String[] args) {
    Supplier<Integer> producer = () -> {
      while (true) {
        try {
          // 生产一个元素
          int element = produce();

          // 将元素放入队列
          queue.put(element);

          // 稍作休息，模拟生产时间
          Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    };

    Consumer<Integer> consumer = (element) -> {
      while (true) {
        try {
          // 从队列中取出元素
          element = queue.take();

          // 消费元素
          consume(element);

          // 稍作休息，模拟消费时间
          Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    };

    // 创建一个生产者线程
    Thread producerThread = new Thread(producer);

    // 创建两个消费者线程
    Thread consumerThread1 = new Thread(consumer);
    Thread consumerThread2 = new Thread(consumer);

    // 启动线程
    producerThread.start();
    consumerThread1.start();
    consumerThread2.start();
  }

  // 模拟生产元素的方法
  private static int produce() {
    return (int) (Math.random() * 100);
  }

  // 模拟消费元素的方法
  private static void consume(int element) {
    System.out.println("Consumed element: " + element);
  }
}

実用的なケース

このコードは、プロデューサーとコンシューマー モデルをシミュレートします。 -コンシューマ モデルでは、プロデューサが数値要素をランダムに生成してキューに入れ、コンシューマがキューから要素を取り出して出力します。このようにして、アプリケーションは生産要素と消費要素の両方を処理できます。

使用例

このコードはコマンド ラインで実行できます:

$ javac ProducerConsumer.java
$ java ProducerConsumer

次のようなコンシューマー スレッドの出力テキストが表示されます。

Consumed element: 23
Consumed element: 72
Consumed element: 15
Consumed element: 44
Consumed element: 87
...

これは、プロデューサ モデルとコンシューマ モデルが正常に実行されており、コンシューマ スレッドがプロデューサ スレッドによって生成された要素をキューから取り出して出力していることを示します。

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