Java에서 생산자-소비자 대기열을 효율적으로 구현하는 방법은 무엇입니까?

생산자-소비자 대기열 구현

동시 프로그래밍에서 생산자-소비자 패턴에는 대기열에 대한 항목을 생성하는 생산자 스레드와 소비자 스레드가 이를 소비합니다. 대기열을 사용하여 이 패턴을 구현하려면 신중한 고려가 필요합니다.

대체 구현:

옵션 1: 정적 대기열

여기서 접근 방식에서는 생산자 스레드와 소비자 스레드 간에 정적 대기열이 공유됩니다. 각 스레드는 큐에 직접 액세스하므로 충돌이 발생할 수 있습니다. 스레드로부터 안전하지만 여러 스레드가 동시에 대기열에 액세스하면 동시성 문제가 발생할 수 있습니다.

옵션 2: 인스턴스 기반 대기열

정적 대기열 대신, 각 생산자와 소비자는 대기열의 자체 인스턴스를 갖습니다. 이는 각 스레드가 자체 대기열과만 상호 작용하므로 스레드 안전성을 보장합니다. 그러나 대기열이 스레드에 올바르게 전달되는지 확인하는 것이 중요합니다.

Java 5 구현:

Java 5 이상에서는 스레드 및 관리를 위한 보다 정교한 메커니즘을 제공합니다. 대기열:

• 두 개의 ExecutorService를 활용합니다. 하나는 생산자용이고 다른 하나는 소비자용입니다.
• 통신을 용이하게 하려면 BlockingQueue를 고려하세요. 그러나 소비자 스레드가 생산자 스레드의 실행자 서비스에서 직접 작업을 검색하는 경우에는 필요하지 않을 수 있습니다.

샘플 코드:

final ExecutorService producers = Executors.newFixedThreadPool(100);
final ExecutorService consumers = Executors.newFixedThreadPool(100);
while (/* has more work */) {
  producers.submit(...);
}
producers.shutdown();
producers.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.NANOSECONDS);
consumers.shutdown();
consumers.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.NANOSECONDS);

여기서 구현 시 생산자는 소비자 스레드의 ExecutorService에 직접 작업을 제출하므로 별도의 대기열이 필요하지 않습니다.

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