生産者消費者模式淺析

由于最近工作中，涉及到生産者消費者設計模式，對此有一些體會，是以總結一下，與大家分享。

什麼是生産者消費者模式

在工作中，大家可能會碰到這樣一種情況：某個子產品負責産生資料，這些資料由另一個子產品來負責處理（此處的子產品是廣義的，可以是類、函數、線程、程序等）。産生資料的子產品，就形象地稱為生産者；而處理資料的子產品，就稱為消費者。在生産者與消費者之間在加個緩沖區，我們形象的稱之為倉庫，生産者負責往倉庫了進商品，而消費者負責從倉庫裡拿商品，這就構成了生産者消費者模式。

生産者消費者模式的優點

1、解耦

假設生産者和消費者分别是兩個類。如果讓生産者直接調用消費者的某個方法，那 麼生産者對于消費者就會産生依賴（也就是耦合）。将來如果消費者的代碼發生變化， 可能會影響到生産者。而如果兩者都依賴于某個緩沖區，兩者之間不直接依賴，耦合也 就相應降低了。

舉個例子，我們去郵局投遞信件，如果不使用郵筒（也就是緩沖區），你必須得把 信直接交給郵差。有同學會說，直接給郵差不是挺簡單的嘛？其實不簡單，你必須 得認識誰是郵差，才能把信給他（光憑身上穿的制服，萬一有人假冒，就慘了）。這 就産生和你和郵差之間的依賴（相當于生産者和消費者的強耦合）。萬一哪天郵差 換人了，你還要重新認識一下（相當于消費者變化導緻修改生産者代碼）。而郵筒相對 來說比較固定，你依賴它的成本就比較低（相當于和緩沖區之間的弱耦合）。

2、支援并發

由于生産者與消費者是兩個獨立的并發體，他們之間是用緩沖區作為橋梁連接配接，生産者隻需要往緩沖區裡丢資料，就可以繼續生産下一個資料，而消費者隻需要從緩沖區了拿資料即可，這樣就不會因為彼此的處理速度而發生阻塞。

接上面的例子，如果我們不使用郵筒，我們就得在郵局等郵差，直到他回來，我們把信件交給他，這期間我們啥事兒都不能幹（也就是生産者阻塞），或者郵差得挨家挨戶問，誰要寄信（相當于消費者輪詢）。

3、支援忙閑不均

緩沖區還有另一個好處。如果制造資料的速度時快時慢，緩沖區的好處就展現出來 了。當資料制造快的時候，消費者來不及處理，未處理的資料可以暫時存在緩沖區中。 等生産者的制造速度慢下來，消費者再慢慢處理掉。

為了充分複用，我們再拿寄信的例子來說事。假設郵差一次隻能帶走1000封信。 萬一某次碰上情人節（也可能是聖誕節）送賀卡，需要寄出去的信超過1000封，這時 候郵筒這個緩沖區就派上用場了。郵差把來不及帶走的信暫存在郵筒中，等下次過來 時再拿走。

實際應用

在P3版本更新項目中，資訊伺服器要接收大批量的用戶端請求，原來那種串行化的 處理，根本無法及時處理用戶端請求，造成資訊伺服器大量請求堆積，導緻丢包異 常嚴重。之後就采用了生産者消費者模式，在業務請求與業務處理間，建立了一個List 類型的緩沖區，服務端接收到業務請求，就往裡扔，然後再去接收下一個業務請求，而 多個業務處理線程，就會去緩沖區裡取業務請求處理。這樣就大大提高了伺服器的相 應速度。