java生产者消费者 编程题

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java多线程练习题(打印版)

java多线程练习题(打印版)

java多线程练习题(打印版)### Java多线程练习题#### 题目一:实现一个简单的线程编写一个Java程序,创建一个线程,该线程打印出从1到10的数字。

```javapublic class SimpleThread extends Thread {public void run() {for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println(i);}}public static void main(String[] args) {SimpleThread thread = new SimpleThread();thread.start();}}```#### 题目二:线程同步编写一个Java程序,创建两个线程,它们交替打印字符串"A"和"B",直到每个线程打印5次。

```javapublic class ThreadSync {private static final Object lock = new Object();public static void main(String[] args) {Thread threadA = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {synchronized (lock) {System.out.print("A");lock.notify();try {lock.wait();} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();}}}});Thread threadB = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {synchronized (lock) {System.out.print("B");lock.notify();try {lock.wait();} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();}}}});threadA.start();threadB.start();}}```#### 题目三:生产者-消费者问题编写一个Java程序,模拟生产者-消费者问题。

Java实现Kafka的生产者和消费者例子

Java实现Kafka的生产者和消费者例子

Java实现Kafka的⽣产者和消费者例⼦Kafka的结构与RabbitMQ类似,消息⽣产者向Kafka服务器发送消息,Kafka接收消息后,再投递给消费者。

⽣产者的消费会被发送到Topic中,Topic中保存着各类数据,每⼀条数据都使⽤键、值进⾏保存。

每⼀个Topic中都包含⼀个或多个物理分区(Partition),分区维护着消息的内容和索引,它们有可能被保存在不同服务器。

新建⼀个Maven项⽬,pom.xml 加⼊依赖:<dependency><groupId>org.apache.kafka</groupId><artifactId>kafka-clients</artifactId><version>2.3.0</version></dependency>1、编写⽣产者将消息投递到Kafka服务器的名称为“topic1”的Topic中package com.example.kafkatest;import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;import mon.serialization.StringSerializer;import java.util.Properties;public class Producer {public static void main(String[] args) {//配置信息Properties props = new Properties();//kafka服务器地址props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092");//设置数据key和value的序列化处理类props.put("key.serializer", StringSerializer.class);props.put("value.serializer", StringSerializer.class);//创建⽣产者实例KafkaProducer<String,String> producer = new KafkaProducer<>(props);ProducerRecord record = new ProducerRecord<String, String>("topic1", "userName", "lc");//发送记录producer.send(record);producer.close();}}运⾏后,可打开命令⾏⼯具,进⼊Kafka⽬录,执⾏命令查询服务器的Topic:bin\windows\kafka-topics.bat --list --zookeeper localhost:2181结果如下:2、编写消费者本例中,消费者和⽣产者在同⼀个项⽬中,只是使⽤不同的启动类。

生产者消费者程序设计

生产者消费者程序设计

生产者消费者程序设计在计算机科学中,生产者消费者问题是一个经典的多线程同步问题,它反映了在并发环境中生产者和消费者之间的协作关系。

这个问题不仅在理论上具有重要意义,而且在实际的软件开发中也有广泛的应用。

让我们先来理解一下什么是生产者和消费者。

简单来说,生产者就是负责生产数据或产品的部分,而消费者则是使用或消耗这些数据或产品的部分。

想象一个面包店的场景。

面包师傅(生产者)不断地制作面包,然后将它们放在货架上。

顾客(消费者)则从货架上购买并享用这些面包。

在这个过程中,如果面包师傅制作面包的速度太快,货架放不下,就会出现问题;如果制作速度太慢,顾客可能会等得不耐烦。

同样,如果顾客购买面包的速度太快,面包师傅来不及制作,顾客会感到不满;如果购买速度太慢,面包可能会过期。

在程序设计中,我们要解决的就是如何让生产者和消费者能够高效、协调地工作,避免出现上述的问题。

为了实现生产者消费者的有效协作,我们通常会使用一些同步机制。

其中,最常见的就是使用缓冲区。

缓冲区就像是面包店中的货架,生产者将生产出来的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区中取出数据进行处理。

在实现生产者消费者程序时,我们需要考虑几个关键的要点。

首先是线程安全。

由于生产者和消费者是在不同的线程中运行的,可能会同时访问缓冲区,这就可能导致数据不一致或者竞争条件等问题。

为了解决这个问题,我们通常会使用锁或者信号量等机制来保证线程安全。

例如,我们可以使用一个互斥锁来保护缓冲区的访问。

当生产者想要向缓冲区中添加数据时,它首先需要获取锁,添加完成后释放锁。

消费者在从缓冲区中取出数据时,也需要先获取锁,取出后释放锁。

这样就可以确保在同一时间只有一个线程能够访问缓冲区,避免了数据冲突。

其次是缓冲区的设计。

缓冲区的大小是一个需要仔细考虑的因素。

如果缓冲区太小,生产者可能会经常因为缓冲区已满而等待;如果缓冲区太大,会浪费内存资源。

一般来说,缓冲区的大小需要根据生产者和消费者的生产和消费速度来确定。

操作系统中的经典问题——生产者消费者问题(两种方式实现)

操作系统中的经典问题——生产者消费者问题(两种方式实现)

操作系统中的经典问题——⽣产者消费者问题(两种⽅式实现)操作系统中的经典问题——⽣产者消费者问题(两种⽅式实现)1、问题引⼊:什么是⽣产者消费者问题?⽣产者消费者问题(英语:Producer-consumer problem),也称有限缓冲问题(英语:Bounded-buffer problem),是⼀个多线程同步问题的经典案例。

该问题描述了共享固定⼤⼩缓冲区的两个线程——即所谓的“⽣产者”和“消费者”——在实际运⾏时会发⽣的问题。

⽣产者的主要作⽤是⽣成⼀定量的数据放到缓冲区中,然后重复此过程。

与此同时,消费者也在缓冲区消耗这些数据。

该问题的关键就是要保证⽣产者不会在缓冲区满时加⼊数据,消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。

.要解决该问题,就必须让⽣产者在缓冲区满时休眠(要么⼲脆就放弃数据),等到下次消费者消耗缓冲区中的数据的时候,⽣产者才能被唤醒,开始往缓冲区添加数据。

同样,也可以让消费者在缓冲区空时进⼊休眠,等到⽣产者往缓冲区添加数据之后,再唤醒消费者。

通常采⽤进程间通信的⽅法解决该问题。

如果解决⽅法不够完善,则容易出现死锁的情况。

出现死锁时,两个线程都会陷⼊休眠,等待对⽅唤醒⾃⼰。

该问题也能被推⼴到多个⽣产者和消费者的情形。

2、问题分析该问题需要注意的⼏点:1. 在缓冲区为空时,消费者不能再进⾏消费2. 在缓冲区为满时,⽣产者不能再进⾏⽣产3. 在⼀个线程进⾏⽣产或消费时,其余线程不能再进⾏⽣产或消费等操作,即保持线程间的同步4. 注意条件变量与互斥锁的顺序由于前两点原因,因此需要保持线程间的同步,即⼀个线程消费(或⽣产)完,其他线程才能进⾏竞争CPU,获得消费(或⽣产)的机会。

对于这⼀点,可以使⽤条件变量进⾏线程间的同步:⽣产者线程在product之前,需要wait直⾄获取⾃⼰所需的信号量之后,才会进⾏product的操作;同样,对于消费者线程,在consume之前需要wait直到没有线程在访问共享区(缓冲区),再进⾏consume的操作,之后再解锁并唤醒其他可⽤阻塞线程。

JAVA生产者消费者问题(单线程)

JAVA生产者消费者问题(单线程)

源代码:import java.util.*;public class PC {static int a[]=new int[5];//静态定义一个容量为5的仓库;static int chanpinhao=0;//静态定义产品的编号,便于输出时标记;static int index=0;//静态定义一个信号量,当仓库处于空,或者满时上锁;static int k=0;//静态定义一个变量零,为了记录已存放次数;public static void main(String[] args) {P p=new P();//定义一个生产者类;C c=new C();//定义一个消费者类;Scanner in =new Scanner(System.in);System.out.println("请输入产品存放的次数?");int chanpinshu = in.nextInt();//输去要存放的次数;while(k<chanpinshu){int suijishu =(int)(10*Math.random());//随机产生一个0到10的数;if(suijishu>=0&&suijishu<=4){p.shengchan();//当随机数位于0到4时调用生产者类的生产函数;}else if(suijishu>=5&&suijishu<=9){c.xiaofei();//当随机数位于5到9时调用生产者类的生产函数;}}}}class P{public void shengchan(){if(PC.index==5){//仓库已满,上锁,禁止存入,输出提示信息;System.out.println("仓库已满");}else{for(int i=0;i<=4;i++){if(PC.a[i]==0){PC.a[i]=1;//发现第一个为空的仓库后,将产品放入;System.out.println("生产者放入"+i+"位置,产品:"+PC.chanpinhao);PC.index++;//信号量加一;PC.chanpinhao++;//产品标号加一;PC.k++;//产品存放运行次数加一;break;}}}}}class C{public void xiaofei(){if(PC.index==0){//仓库已空,上锁,禁止取出,输出提示信息;System.out.println("仓库已空");}else{for(int j=4;j>=0;j--){if(PC.a[j]==1){PC.a[j]=0;//发现最新放入仓库的产品,将产品取出;PC.chanpinhao--;System.out.println("消费者取出"+j+"位置,产品:"+PC.chanpinhao);PC.index--;PC.k++;break;}}}}}运行截图:。

reentrantlock的使用案例

reentrantlock的使用案例

reentrantlock的使用案例【实用版】目录1.ReentrantLock 简介2.ReentrantLock 使用案例一:银行账户取款3.ReentrantLock 使用案例二:线程安全的集合类4.ReentrantLock 使用案例三:生产者与消费者问题5.ReentrantLock 使用案例总结正文一、ReentrantLock 简介ReentrantLock 是 Java 并发编程中的一种重要同步工具,它允许线程在已经获取到锁的情况下再次获取锁,这种特性在很多场景下可以避免死锁的发生。

与 synchronized 关键字和原子变量相比,ReentrantLock 提供了更加灵活的锁控制方式,可以更好地满足多线程编程的需求。

二、ReentrantLock 使用案例一:银行账户取款在银行账户取款的场景中,为了保证账户的安全性,需要对账户的操作进行同步。

可以使用 ReentrantLock 来实现这一功能。

以下是一个简单的示例:```javaimport java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class BankAccount {private double balance;private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void deposit(double amount) { lock.lock();try {balance += amount;} finally {lock.unlock();}}public void withdraw(double amount) { lock.lock();try {balance -= amount;} finally {lock.unlock();}}public double getBalance() {lock.lock();try {return balance;} finally {lock.unlock();}}}```三、ReentrantLock 使用案例二:线程安全的集合类在实现线程安全的集合类时,可以使用 ReentrantLock 来保证集合的同步。

操作系统生产者-消费者问题(PV操作)(Java实现)

操作系统生产者-消费者问题(PV操作)(Java实现)

操作系统⽣产者-消费者问题(PV操作)(Java实现)⼀、问题描述⼀组⽣产者进程和⼀组消费者进程共享⼀个初始为空、⼤⼩n的缓冲区,只有缓冲区没满时,⽣产者才能把资源放⼊缓冲区,否则必须等待;只有缓冲区不为空时,消费者才能从中取出资源,否则必须等待。

由于缓冲区是临界资源,它只允许⼀个⽣产者放⼊资源,或⼀个消费者从中取出资源。

⼆、问题分析(1)、关系分析。

⽣产者和消费者对缓冲区互斥访问是互斥关系,同时⽣产者和消费者⼜是⼀个相互协作的关系,只有⽣产者⽣产之后,消费者只能才能消费,它们还是同步关系。

(2)、整理思路。

只有⽣产⽣产者和消费者进程,正好是这两个进程存在着互斥关系和同步关系,即需要解决的是互斥和同步 PV 操作的位置。

(3)、信号量设置。

信号量 mutex 作为互斥信号量,⽤于控制互斥访问缓冲池,互斥信号量初值为1;信号量 full ⽤于记录当前缓冲池中的“满”缓冲池,初值为0;信号量 empty ⽤于记录当前缓冲池中“空“缓冲区数,初值为n。

三、代码实现import java.util.Scanner;public class ProCon {public static void main(String[] args){int producer,consumer;Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.print("请输⼊⽣产者数⽬:");producer=sc.nextInt();//输⼊⽣产者数量System.out.print("请输⼊消费者数⽬:");consumer=sc.nextInt();//输⼊消费者数量for(int i=0;i<producer;i++){new Thread(new Producer(),"⽣产者"+ Integer.toString(i)+"号").start();//创建⽣产者线程并开启}for(int j=0;j<consumer;j++){new Thread(new Consumer(),"消费者"+ Integer.toString(j)+"号").start();//创建消费者线程并开启}}}class Global{public static Semaphore empty=new Semaphore(3);//空闲缓冲区初始化为三public static Semaphore full=new Semaphore(0);//满缓冲区初始化为空public static Semaphore mutex=new Semaphore(1);//临界区互斥信号量public static int count=0;//count⽤于缓冲区中的进程进⾏计数//定时等待public static void timingwait(){try{Thread.sleep(2000);//Thread.Sleep()⽅法⽤于将当前线程休眠⼀定时间时间单位是ms,1s=1000ms}catch(InterruptedException e)//当使⽤ng.Thread类的sleep⽅法时,可能会导致线程阻塞,需要抛出InterruptedException(中断异常)异常{e.printStackTrace();}}}//⽣产者class Producer implements Runnable//Runnable接⼝创建新线程{@Overridepublic void run()//Runnable 接⼝可以被任何想要被⼀个线程运⾏的接⼝继承实现;继承 Runnable 接⼝的类必须有⼀个 run() ⽅法{Global.timingwait();Global.timingwait();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ⽣产出⼀个商品...");//Thread.currentThread().getName()获得当前执⾏的线程Global.empty.P();//获取空缓冲区单元Global.mutex.P();//进⼊临界区Global.timingwait();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 将产品放⼊缓冲区--缓冲区剩余 "+(++Global.count)+" 个产品");Global.mutex.V();//离开临界区,释放信号量Global.full.V();//满缓冲区数加⼀}}//消费者class Consumer implements Runnable{@Overridepublic void run(){Global.timingwait();Global.full.P();//获取满缓冲区单元Global.mutex.P();//进⼊临界区Global.timingwait();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 从缓冲区取出⼀个产品--缓冲区剩余 "+(--Global.count)+" 个产品");Global.mutex.V();//离开临界区,释放互斥信号量Global.empty.V();//空缓冲区加⼀System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 消费⼀个商品...");}}//信号量class Semaphore{public int value;public Semaphore(int value){super();this.value=value;}//P操作public synchronized final void P()//使⽤synchronized修饰的⽅法,叫做同步⽅法,保证A线程执⾏该⽅法的时,其他线程只能在⽅法外等着.{//被final修饰的⽅法是⼀个最终⽅法,不能被重写,重写会报错value--;if(value<0){try{this.wait();//当缓冲区已满/空时,⽣产者或消费者线程停⽌⾃⼰的执⾏,释放锁,使⾃⼰处于等待状态,让其它线程执⾏}catch(InterruptedException e)//当使⽤ng.Thread类的 wait⽅法时,可能会导致线程阻塞,需要抛出InterruptedException(中断异常)异常{e.printStackTrace();}}}//V操作public synchronized final void V(){value++;if(value<=0){this.notify();//当⽣产者或消费者向缓冲区放⼊或取出⼀个产品时,向其他等待的线程发出通知,同时释放锁,使⾃⼰处于等待状态,让其它线程执⾏。

Java找出1000以内的所有完数

Java找出1000以内的所有完数

Java找出1000以内的所有完数完全数:(Perfect Number)⼜称完美数或完备数,是⼀些特殊的⾃然数。

它所有的真因⼦(即除了⾃⾝以外的约数)的和(即因⼦函数),恰好等于它本⾝。

如果⼀个数恰好等于它的因⼦之和,则称该数为“完全数”。

需求:判断并输出1000以内的所有完全数。

题⽬:⼀个数如果恰好等于它的因⼦之和,这个数就称为 "完数 "。

例如6=1+2+3.编程找出1000以内的所有完数。

public class Wanshu {public static void main(String[] args){int s;for(int i=1;i<=1000;i++){s=0;for(int j=1;j<i;j++)if(i % j==0)s=s+j;if(s==i)System.out.print(i+" ");}System.out.println();}}⽅法⼆public class PerfectNumber {public static void main(String[] args) {System.out.println("1000以内的所有完数有:");for (int i = 2; i < 1000; i++) {// 遍历1000以内的所有整数int sum = 0;// 定义和变量for (int j = 1; j < i; j++) {if (i % j == 0) {// 满⾜是i的因⼦,就累加sum += j;}}if (sum == i) {// 满⾜因⼦之和等于i就打印该完数System.out.print(i + " ");}}}}。

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java生产者消费者编程题含解答
生产者-消费者问题是一个经典的多线程同步问题,其中有一个或多个生产者将数据放入共享缓冲区,而一个或多个消费者从缓冲区中取出数据。

这个问题的关键在于确保生产者和消费者之间的正确同步,以防止数据竞争和死锁。

以下是一个简单的Java实现,其中有一个共享的缓冲区(使用`BlockingQueue`实现):
```java
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
class Producer implements Runnable {
private final BlockingQueue<Integer> buffer;
public Producer(BlockingQueue<Integer> buffer) {
this.buffer = buffer;
}
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println("Producing " + i);
buffer.put(i);
Thread.sleep(100); // Simulate some work
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
class Consumer implements Runnable {
private final BlockingQueue<Integer> buffer;
public Consumer(BlockingQueue<Integer> buffer) {
this.buffer = buffer;
}
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
int data = buffer.take();
System.out.println("Consuming " + data);
Thread.sleep(200); // Simulate some work
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
public class ProducerConsumerExample {
public static void main(String[] args) {
BlockingQueue<Integer> buffer = new ArrayBlockingQueue<>(5); // Shared buffer with a capacity of 5
Thread producerThread = new Thread(new Producer(buffer));
Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(buffer));
producerThread.start();
consumerThread.start();
}
}
```
这个例子使用`BlockingQueue`实现了一个线程安全的缓冲区。

生产者通过`put`方法将数据放入缓冲区,而消费者通过`take`方法从缓冲区中取出数据。

这两个操作都是原子的,并且`BlockingQueue`内部已经处理了同步问题。

注意:在实际的生产者-消费者问题中,可能需要更多的同步和条件判断,以确保正确的执行顺序和避免潜在的问题。

这个例子只是一个简单的起点。

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