생산자 소비자 문제
고정된 크기의 버퍼(데이터를 보유하는 임시 영역)가 있을 때, 생산자는 버퍼에 데이터를 생성하는 기능을 제공하고, 소비자는 버퍼에서 데이터를 소비/제거하는 기능을 제공한다.
이 때 특정 규칙이 있다.
- 소비자 스레드가 데이터를 소비하는 동안 생산자 스레드는 버퍼에 데이터를 생성할 수 없다.
- 생산자 스레드가 데이터를 생성하는 동안 소비자 스레드는 버퍼의 데이터를 사용할 수 없다.
버퍼가 가득 차면 생산자 스레드는 더 많은 데이터를 생성할 수 없고, 버퍼가 비어 있으면 소비자 스레드는 데이터를 소비할 수 없다. 이처럼 생산자 소비자 문제는 생산자 스레드는 버퍼가 비었는지 계속 확인해야 하고, 소비자 스레드는 버퍼에 태스크가 있는지 계속 확인해야 하는 문제를 말한다.
WAIT-NOTIFY를 통한 해결
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
|
import java.util.*;
import java.lang.*;
import java.io.*;
class Buffer{
private static final int size = 10;
private Queue<Integer> buffer = new LinkedList<>();
public synchronized void produce(int item){
try{
if(this.buffer.size() == size){
this.wait();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " produces item: " + item);
this.buffer.add(item);
this.notifyAll();
} catch(InterruptedException exc){
exc.printStackTrace();
}
}
public synchronized void consume(){
try{
if(this.buffer.isEmpty()){
this.wait();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " consumes item: " + buffer.poll());
this.notifyAll();
} catch(InterruptedException exc){
exc.printStackTrace();
}
}
}
class Producer implements Runnable{
private Buffer sharedBuffer;
public Producer(Buffer buffer){
this.sharedBuffer = buffer;
}
@Override
public void run(){
for(int i=1; i<=10; i++){
sharedBuffer.produce(i);
}
}
}
class Consumer implements Runnable{
private Buffer sharedBuffer;
public Consumer(Buffer myBuffer){
this.sharedBuffer = buffer;
}
@Override
public void run(){
for(int i=1; i<=10; i++){
sharedBuffer.consume();
}
}
}
public class Main{
public static void main(String[] args) throws java.lang.Exception{
Buffer sharedBuffer = new Buffer();
Thread producerThread1 = new Thread(new Producer(sharedBuffer));
Thread consumerThread2 = new Thread(new Consumer(sharedBuffer));
Thread producerThread2 = new Thread(new Producer(sharedBuffer));
Thread consumerThread2 = new Thread(new Consumer(sharedBuffer));
producerThread.start();
consumerThread.start();
}
}
|
Semaphore를 통한 해결
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
|
import java.util.*;
import java.lang.*;
import java.io.*;
class Buffer{
private Semaphore Prod = new Semaphore(1);
private Semaphore Cons = new Semaphore(0);
private Queue<Integer> buffer = new LinkedList<>();
public void produce(int item){
try{
Prod.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " produces item: " + item);
buffer.offer(item);
Cons.release();
} catch(InterruptedException exc){
exc.printStackTrace();
}
}
public void consume(){
try{
Cons.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " consumes item: " + buffer.poll());
Prod.release();
} catch(InterruptedException exc){
exc.printStackTrace();
}
}
}
class Producer implements Runnable{
private Buffer sharedBuffer;
public Producer(Buffer buffer){
this.sharedBuffer = buffer;
}
@Override
public void run(){
for(int i=1; i<=10; i++){
sharedBuffer.produce(i);
}
}
}
class Consumer implements Runnable{
private Buffer sharedBuffer;
public Consumer(Buffer myBuffer){
this.sharedBuffer = buffer;
}
@Override
public void run(){
for(int i=1; i<=10; i++){
sharedBuffer.consume();
}
}
}
public class Main{
public static void main(String[] args) throws java.lang.Exception{
Buffer sharedBuffer = new Buffer();
Thread producerThread1 = new Thread(new Producer(sharedBuffer));
Thread consumerThread2 = new Thread(new Consumer(sharedBuffer));
Thread producerThread2 = new Thread(new Producer(sharedBuffer));
Thread consumerThread2 = new Thread(new Consumer(sharedBuffer));
producerThread.start();
consumerThread.start();
}
}
|
참고
https://www.youtube.com/watch?v=Dms1oBmRAlo
https://medium.com/@madhurgupta977/producer-consumer-problem-and-its-solution-626b1e573c50