201521123052 《Java程序设计》 第11周学习总结
1. 本周学习总结
1.1 以你喜欢的方式(思维导图或其他)归纳总结多线程相关内容。
2. 书面作业
本次PTA作业题集多线程
1.互斥访问与同步访问
完成题集4-4(互斥访问)与4-5(同步访问)
1.1 除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问,还有什么办法实现互斥同步访问(请出现相关代码)?
Lock或synchronized
class Account {
private int balance;
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public Account(int balance){
this.balance=balance;
}
public int getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(int balance) {
this.balance = balance;
}
public void deposit(int money){
try{
lock.lock();
setBalance(getBalance()+money);
}catch(Exception e){
}finally{
lock.unlock();
}
}
public void withdraw(int money){
try{
lock.lock();
setBalance(getBalance()-money);
}catch(Exception e){
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
public static void addId() {
synchronized (Counter.class) {
id++;
}
}
1.2 同步代码块与同步方法有何区别?
同步方法直接在方法上使用synchronized修饰,实现加锁;而同步代码块则在方法内部使用synchronized代码块,实现加锁;在所加的锁的作用范围来说,同步方法的范围比较大,而同步代码块的范围会更小一些;对比两个的性能来说,同步代码块的性能更好些。因为一般同步的范围越大,性能就越差,而同步方法的范围比同步代码块的范围要大。
1.3 实现互斥访问的原理是什么?请使用对象锁概念并结合相应的代码块进行说明。当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时,线程的状态是怎么变化的?
class Counter {
private static int id = 0;
public synchronized static void addId() {
id++;
}
public static int getId() {
return id;
}
原理:在程序中,每个对象都有一把锁,只有获得了对象锁,才能执行相应的synchronized代码块或者方法。
如何变化:(1)以TestUnSynchronizedThread.java中的代码为例,当没有实现同步访问时,假设id的初值为0, a,b两个线程同时执行了addId(){id++},a线程读取i的值为0,并将0++得到1,这时b读取id的值还为0,并将0++得到1,然后a,b依次把他们的值写回id,那么id最终值为1而不是2,id的值被覆盖。 (2)当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时,即给id上了一把锁,a线程执行,得到id值为1,a线程执行后,b线程执行,得到id值为2,最终写回的id值为2。
1.4 Java多线程中使用什么关键字实现线程之间的通信,进而实现线程的协同工作?为什么同步访问一般都要放到synchronized方法或者代码块中?
使用wait()和notify()\notifyAll()关键字; 因为要防止多个线程访问同一资源所引起的冲突。
2.交替执行
实验总结
任务的相关代码是写在Repo类里面,Worker类再调用,由于是交替执行,因此要用到synchronized、wait()、notify()保证线程安全,使用flag来标记需要哪个线程来工作,当flag==true时由线程1执行,输出结果并将flag赋值为false和使用notify()唤醒其他线程。当flag==false时,同理。
3.互斥访问
3.1 修改TestUnSynchronizedThread.java源代码使其可以同步访问。(关键代码截图,需出现学号)
3.2 进一步使用执行器改进相应代码(关键代码截图,需出现学号)
参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
4.线程间的合作:生产者消费者问题
4.1 运行MyProducerConsumerTest.java。正常运行结果应该是仓库还剩0个货物。多运行几次,观察结果,并回答:结果正常吗?哪里不正常?为什么?
不正常,每次剩余个数从0到10;因为producer和consumer的存取速度不一致,所以会导致生产和消费不一致,没有实现线程之间通信的关键字,线程之间没有合作就会产生错乱。
4.2 使用synchronized, wait, notify解决该问题(关键代码截图,需出现学号)
4.3 选做:使用Lock与Condition对象解决该问题。
5.查询资料回答:什么是线程安全?(用自己的话与代码总结,写自己看的懂的作业)
如果代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码,但是实际上代码每次的运行结果和在单线程时运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的。
3. 码云上代码提交记录
题目集:多线程(4-4到4-10)