文档章节

生产者-消费者

oswebgod
 oswebgod
发布于 2017/04/05 16:33
字数 1409
阅读 7
收藏 0

今天打算来介绍一下“生产者/消费者模式”,这玩意儿在很多开发领域都能派上用场。由于该模式很重要,打算分几个帖子来介绍。今天这个帖子先来扫盲一把。如果你对这个模式已经比较了解,请跳过本扫盲帖,直接看下一个帖子(关于该模式的具体应用)。

看到这里,可能有同学心中犯嘀咕了:在四人帮(GOF)的23种模式里面似乎没听说过这种嘛!其实GOF那经典的23种模式主要是基于OO的(从书名《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》就可以看出来)。而Pattern实际上即可以是OO的Pattern,也可以是非OO的Pattern的。

★简介

言归正传!在实际的软件开发过程中,经常会碰到如下场景:某个模块负责产生数据,这些数据由另一个模块来负责处理(此处的模块是广义的,可以是类、函数、线程、进程等)。产生数据的模块,就形象地称为生产者;而处理数据的模块,就称为消费者。

单单抽象出生产者和消费者,还够不上是生产者/消费者模式。该模式还需要有一个缓冲区处于生产者和消费者之间,作为一个中介。生产者把数据放入缓冲区,而消费者从缓冲区取出数据。大概的结构如下图。

为了不至于太抽象,我们举一个寄信的例子(虽说这年头寄信已经不时兴,但这个例子还是比较贴切的)。假设你要寄一封平信,大致过程如下:

1、你把信写好——相当于生产者制造数据

2、你把信放入邮筒——相当于生产者把数据放入缓冲区

3、邮递员把信从邮筒取出——相当于消费者把数据取出缓冲区

4、邮递员把信拿去邮局做相应的处理——相当于消费者处理数据

★优点

可能有同学会问了:这个缓冲区有什么用捏?为什么不让生产者直接调用消费者的某个函数,直接把数据传递过去?搞出这么一个缓冲区作甚?

其实这里面是大有讲究的,大概有如下一些好处。

◇解耦

假设生产者和消费者分别是两个类。如果让生产者直接调用消费者的某个方法,那么生产者对于消费者就会产生依赖(也就是耦合)。将来如果消费者的代码发生变化,可能会影响到生产者。而如果两者都依赖于某个缓冲区,两者之间不直接依赖,耦合也就相应降低了。

接着上述的例子,如果不使用邮筒(也就是缓冲区),你必须得把信直接交给邮递员。有同学会说,直接给邮递员不是挺简单的嘛?其实不简单,你必须得认识谁是邮递员,才能把信给他(光凭身上穿的制服,万一有人假冒,就惨了)。这就产生和你和邮递员之间的依赖(相当于生产者和消费者的强耦合)。万一哪天邮递员换人了,你还要重新认识一下(相当于消费者变化导致修改生产者代码)。而邮筒相对来说比较固定,你依赖它的成本就比较低(相当于和缓冲区之间的弱耦合)。

◇支持并发(concurrency)

生产者直接调用消费者的某个方法,还有另一个弊端。由于函数调用是同步的(或者叫阻塞的),在消费者的方法没有返回之前,生产者只好一直等在那边。万一消费者处理数据很慢,生产者就会白白糟蹋大好时光。

使用了生产者/消费者模式之后,生产者和消费者可以是两个独立的并发主体(常见并发类型有进程和线程两种,后面的帖子会讲两种并发类型下的应用)。生产者把制造出来的数据往缓冲区一丢,就可以再去生产下一个数据。基本上不用依赖消费者的处理速度。

其实当初这个模式,主要就是用来处理并发问题的。

从寄信的例子来看。如果没有邮筒,你得拿着信傻站在路口等邮递员过来收(相当于生产者阻塞);又或者邮递员得挨家挨户问,谁要寄信(相当于消费者轮询)。不管是哪种方法,都挺土的。

◇支持忙闲不均

缓冲区还有另一个好处。如果制造数据的速度时快时慢,缓冲区的好处就体现出来了。当数据制造快的时候,消费者来不及处理,未处理的数据可以暂时存在缓冲区中。等生产者的制造速度慢下来,消费者再慢慢处理掉。

为了充分复用,我们再拿寄信的例子来说事。假设邮递员一次只能带走1000封信。万一某次碰上情人节(也可能是圣诞节)送贺卡,需要寄出去的信超过1000封,这时候邮筒这个缓冲区就派上用场了。邮递员把来不及带走的信暂存在邮筒中,等下次过来时再拿走。

© 著作权归作者所有

共有 人打赏支持
oswebgod
粉丝 7
博文 58
码字总数 137141
作品 0
浦东
java:一个生产者消费者模式的简单实现

先啰嗦一点: 由于最近工作中,涉及到生产者消费者设计模式,对此有一些体会,所以总结一下,与大家分享。 1、什么是生产者消费者模式 在工作中,大家可能会碰到这样一种情况:某个模块负责产...

jackson_open
2014/04/03
0
0
java:一个生产者消费者模式的简单实现

先啰嗦一点: 由于最近工作中,涉及到生产者消费者设计模式,对此有一些体会,所以总结一下,与大家分享。 1、什么是生产者消费者模式 在 工作中,大家可能会碰到这样一种情况:某个模块负责...

jackson_open
2014/02/14
0
0
生产者消费者模式

在并发编程中使用生产者和消费者模式能够解决绝大多数并发问题。该模式通过平衡生产线程和消费线程的工作能力来提高程序的整体处理数据的速度。 什么是生产者消费者模式 生产者消费者模式通过...

Jeffbond
2017/04/14
0
0
生产者/消费者模式

在实际的软件开发过程中,经常会碰到如下场景:某个模块负责产生数据,这些数据由另一个模块来负责处理(此处的模块是广义的,可以是类、函数、线程、进程等)。产生数据的模块,就形象地称为...

pan_1308
2016/10/27
301
0
【python队列】生产者消费者模型

生产者消费者模型: 在软件开发的过程中,经常碰到这样的场景: 某些模块负责生产数据,这些数据由其他模块来负责处理(此处的模块可能是:函数、线程、进程等)。产生数据的模块称为生产者,...

等你的破船
05/18
0
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

00.编译OpenJDK-8u40的整个过程

前言 历经2天的折腾总算把OpenJDK给编译成功了,要说为啥搞这个,还得从面试说起,最近出去面试经常被问到JVM的相关东西,总感觉自己以前学的太浅薄,所以回来就打算深入学习,目标把《深入理...

凌晨一点
今天
4
0
python: 一些关于元组的碎碎念

初始化元组的时候,尤其是元组里面只有一个元素的时候,会出现一些很蛋疼的情况: def checkContentAndType(obj): print(obj) print(type(obj))if __name__=="__main__": tu...

Oh_really
昨天
6
2
jvm crash分析工具

介绍一款非常好用的jvm crash分析工具,当jvm挂掉时,会产生hs_err_pid.log。里面记录了jvm当时的运行状态以及错误信息,但是内容量比较庞大,不好分析。所以我们要借助工具来帮我们。 Cras...

xpbob
昨天
120
0
Qt编写自定义控件属性设计器

以前做.NET开发中,.NET直接就集成了属性设计器,VS不愧是宇宙第一IDE,你能够想到的都给你封装好了,用起来不要太爽!因为项目需要自从全面转Qt开发已经6年有余,在工业控制领域,有一些应用...

飞扬青云
昨天
4
0
我为什么用GO语言来做区块链?

Go语言现在常常被用来做去中心化系统(decentralised system)。其他类型的公司也都把Go用在产品的核心模块中,并且它在网站开发中也占据了一席之地。 我们在决定做Karachain的时候,考量(b...

HiBlock
昨天
2
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部