实现线程安全同步队列:生产者消费者模型

需积分: 0 0 下载量 36 浏览量 更新于2024-08-04 收藏 166KB DOCX 举报
本资源主要关注的是编程题1,涉及到一个线程安全的同步队列`SyncQueue<T>`的设计与实现,以及使用泛型容器`Container<T>`作为基础。首先,我们来详细讨论这两个关键知识点: 1. **线程安全同步队列 `SyncQueue<T>`**: 在多线程环境中,为了确保在生产者(Producer)和消费者(Consumer)之间共享数据时的数据一致性,需要实现一个线程安全的同步队列。`SyncQueue<T>`作为一个容器,用于存储和管理类型为`T`的对象。设计这个数据结构时,需要考虑以下几个关键点: - **互斥访问**:使用synchronized关键字或者Lock接口来保证同一时间只有一个线程可以执行插入(enqueue)或移除(dequeue)操作,防止数据竞争。 - **条件变量**:提供等待和唤醒机制,当队列为空(consumer无操作)时,producer可以等待;反之,当队列非空(producer添加了元素),consumer可以继续执行。 - **容量限制**:可能需要考虑队列的容量,避免无限增长导致内存溢出。 - **线程池**:为了提高并发性能,可以利用ExecutorService来管理生产者和消费者线程。 2. **泛型容器 `Container<T>` 的应用与测试**: 提供的`Container<T>`是一个简单的ArrayList封装,提供了add、remove、size和get等方法。在测试代码中,创建了一个`Container<Integer>`实例,并设置多个`addTask`线程通过`add`方法向容器中添加元素。这些任务使用`ExecutorService`来并发执行,确保了多个线程同时操作容器。测试结束后,通过`size()`方法检查添加的元素数量,并在所有任务完成后再关闭线程池。 整个编程题围绕着这两个核心概念展开,旨在锻炼读者的并发编程技巧和理解线程安全数据结构的能力。通过实现线程安全队列并运用到实际场景中,学生将学会如何处理多线程环境下的数据同步问题。