Ruby 多线程生产者-消费者

Question

我不到一周前开始使用 Ruby，但已经开始使用 欣赏语言的力量。我正在尝试经典 生产者-消费者问题，实现为橙树（c.f. http://pine.fm/LearnToProgram/?Chapter=09)。橘子树每长一棵 直到它死亡并每年产生随机数量的橙子 （制片人）。只要树上有橙子就可以采摘 （消费者）。

这里有两个问题：

1. 以下代码给了我以下异常（无法附加，没有选项）：

   /Users/Abhijit/Workspace/eclipse/ruby/learn_to_program/orange_tree.rb:84： 警告：实例变量@orange_tree 未初始化 /Users/Abhijit/Workspace/eclipse/ruby/learn_to_program/orange_tree.rb:84:in `': nil:NilClass (NoMethodError) 的未定义方法‘age’来自 /Users/Abhijit/Workspace/eclipse/ruby/learn_to_program/orange_tree.rb:45:in `'

2. 我不确定多线程部分的编码是否正确。

我自己有几本书，包括“Ruby 编程”和“Ruby 编程语言”，但没有一本包含真正的“生产者-消费者问题”。

P.S：为了充分披露，我还在 Ruby 论坛上发布了这个问题。不过，我已经看到这里提供的优秀答案和/或建议，希望我也能得到其中的一些。

require 'thread'

class OrangeTree
GROWTH_PER_YEAR = 1
AGE_TO_START_PRODUCING_ORANGE = 3
AGE_TO_DIE = 7
ORANGE_COUNT_RELATIVE_TO_AGE = 50
def initialize
  @height = 0
  @age = 0
  @orange_count = 0
end

def height
  return @height
end

def age
  return @age
end

def count_the_oranges
  return @orange_count
end

def one_year_passes
  @age += 1
  @height += GROWTH_PER_YEAR
  @orange_count = Math.rand(@age..AGE_TO_DIE) * Math.log(@age) * ORANGE_COUNT_RELATIVE_TO_AGE
end

def pick_an_orange
  if (@age == AGE_TO_DIE)
    puts "Sorry, the Orange tree is dead"
  elsif (@orange_count > 0)
    @orange_count -= 1
    puts "The Orange is delicious"
  else
    puts "Sorry, no Oranges to pick"
  end
end

end

class Worker
  def initialize(mutex, cv, orange_tree)
  @mutex = mutex
  @cv = cv
  @orange_tree = orange_tree
end

def do_some_work
  Thread.new do
    until (@orange_tree.age == OrangeTree.AGE_TO_DIE)
      @mutex.synchronize do
        sleep_time = rand(0..5)
        puts "Orange picker going to sleep for #{sleep_time}"
        sleep(sleep_time)
        puts "Orange picker woke up after sleeping for #{sleep_time}"
        @orange_tree.pick_an_orange
        puts "Orange picker waiting patiently..."
        @cv.wait(@mutex)
      end
    end
  end

  Thread.new do
    until (@orange_tree.age == OrangeTree.AGE_TO_DIE)
      @mutex.synchronize do
        sleep_time = rand(0..5)
        puts "Age increaser going to sleep for #{sleep_time}"
        sleep(sleep_time)
        puts "Age increaser woke up after sleeping for #{sleep_time}"
        @orange_tree.one_year_passes
        puts "Age increaser increased the age"
        @cv.signal
      end
    end
  end
end

Worker.new(Mutex.new, ConditionVariable.new, OrangeTree.new).do_some_work
until (@orange_tree.age == OrangeTree.AGE_TO_DIE)
  # wait for the Threads to finish
end

end

Answer 1

@orange_tree 是 Worker 对象的实例变量，只能从对象内部访问。您正在尝试从“直到”条件下的全局范围访问它，但它不存在。有几种方法可以解决这个问题，但这种方法需要的更改最少：

...

orange_tree = OrangeTree.new
Worker.new(Mutex.new, ConditionVariable.new, orange_tree).do_some_work
until (orange_tree.age == OrangeTree::AGE_TO_DIE)
...

您还应该查看Thread#join：http://www.ruby-doc.org/core-1.9.3/Thread.html#method-i-join。它会照顾你的等待。多线程代码的其余部分在技术上看起来是正确的。我相信您知道，如果这不仅仅是一个练习，您会希望使互斥锁更加细化。由于它们现在是两个线程将几乎相互排他地执行，这违背了线程的要点。

另外，查找attr_accessor 或attr_reader。它们将使您不必手动定义OrangeTree#height、age 等。

多重连接示例

threads = []

threads << Thread.new do
  ...
end

threads << Threads.new do
  ...
end

threads.each { |thread| thread.join }