实现线程安全同步队列：生产者消费者模型

本章是关于编程题1的深入探讨，涉及一个线程安全的同步队列SyncQueue<T>的设计与实现，以及在多线程环境下的生产者消费者模型。首先，我们回顾了一个基础的泛型容器类Container<T>，它基于ArrayList，提供了add、remove、size和get等基本操作。这个容器类是程序设计中的一个核心组件，主要用于存储和管理对象。 接下来，我们聚焦于题目中的重点——创建一个线程安全的SyncQueue<T>。SyncQueue<T>需要确保在并发环境下，多个线程能够安全地进行生产（添加元素）和消费（移除元素）。这通常通过Java中的并发工具如Semaphore、ReentrantLock或CopyOnWriteArrayList来实现，以避免数据竞争和线程不一致的问题。为了保证同步，SyncQueue可能需要包含一个内部锁，或者使用无锁数据结构，如RingBuffer或ConcurrentLinkedQueue，以提高性能。 在实现SyncQueue时，需要考虑以下关键点： 1. **互斥访问**：使用synchronized关键字或者ReentrantLock来保护队列的读写操作，确保同一时间只有一个线程可以执行这些操作。 2. **线程安全的添加**：当生产者线程调用enqueue方法时，需要获得队列的写锁，完成元素添加后释放锁。而消费者线程调用dequeue方法时，也需要获取读锁。 3. **阻塞机制**：当队列已满，生产者线程应该等待队列空间可用；同样，当队列为空，消费者线程应等待队列中有新元素可供消费。 4. **容量限制**：如果需要设定队列的最大容量，可以使用ArrayBlockingQueue或LinkedBlockingQueue，并在构造函数中指定容量参数。 5. **线程池协作**：利用ExecutorService管理线程池，控制生产者和消费者线程的数量，避免过多线程导致系统资源耗尽。 测试部分，程序创建了Container<Integer>的实例，并使用Runnable任务模拟多个生产者线程（addTask），同时使用ExecutorService管理这些任务的执行。这展示了如何在多线程环境中利用容器类进行操作，并演示了如何使用线程池来并发执行任务。最后，通过打印结果验证生产者和消费者的行为是否符合预期，例如查看添加的元素数量是否正确。 总结来说，第30章编程题1不仅要求你设计并实现一个线程安全的SyncQueue，还涉及到了并发编程的基本概念和实践，如锁机制、线程池和阻塞队列的使用。理解并解决这些问题有助于提升你对并发编程和Java并发API的掌握。