201621123001 《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。
- 一个进程可以同时运行多个不同线程,不同的线程执行不同的任务
- Java线程是通过java.lang包中定义的Thread类实现的
- 创建线程推荐使用实现Runnable接口,实现run()方法
- 实现线程有两种方法,实现Runnable接口,继承Thread类
- 线程常用的方法有run,start,sleep,join,yield等
- 让正在运行中的线程放弃所占用CPU可调用sleep或yield方法
- 守护线程(Daemon Thread)为其他线程提供服务的线程
- 互斥访问是一种保证共享资源完整性的手段
- 互斥访问的关键字:synchronized、wait、notify/notifyAll
2. 书面作业
本次PTA作业题集多线程
1. 源代码阅读:多线程程序BounceThread
1.1 BallRunnable类有什么用?为什么代码中需要调用Thread.sleep
进行休眠?
Answer:
- BallRunnable实现的是Runnable接口,支持多线程。
- 调用Thread.sleep是为了让该线程睡眠一段时间。给其他线程一点机会。
1.2 Ball.java只做了两件事,这两件事分别是什么?BallComponent对象是干什么的?其内部的ArrayList有什么用?程序运行过程中,生成了几个BallComponent对象?该程序使用了多线程技术,每个小球是分别在不同的线程中进行绘制吗?
Answer:
-
Ball.java实现了小球的移动以及得到小球的x,y坐标。
-
Ballcomponent对象添加新的小球,并且画出小球。其内部的Array List就是用来存储出现的小球。
-
程序运行过程中就生成了一个BallComponent对象,我觉得。
-
是的,因为每点击start一次,就产生了一个新线程。
1.3 选做:程序改写:程序运行时,每个小球都是从固定位置出发。如何改写该程序,使得当点击start时,每个小球可以从不同位置出发、以不同的步进移动?
1.4 选做:不同小球的移动轨迹一模一样。改造程序,使得每个小球运行轨迹不完全一样,比如有的可以走余弦轨迹、有的可以走方波轨迹、有的走布朗运动、有的走五角星,等等。
- 我的小球是无规则运动- -
2. 实验总结:题集(多线程)
2.1 题目:Thread、PrintTask、Runnable与匿名内部类。
并回答:a)通过定义Runnable
接口的实现类来实现多线程程序比通过继承自Thread
类实现多线程程序有何好处?b) 6-1,6-3,6-11实验总结。
Answer:
-
a)通过定义
Runnable
接口实现类来实现多线程程序避免了通过继承Thread
类实现多线程的局限性。一个类只能继承一个父类,可是可以实现多个接口。 -
b)实验总结
6-1 Thread 这道题主要就是编写一个MyThread类继承自Thread,就是定义一个n,输出从1到n-1的整数,没什么难度。
6-3 Runnable与匿名内部类 这道题也是按照题目的要求一步一步来。
6-11 PrintTask 这道题其实主要就是学到了一个
volatile
来修饰n。
2.2 使用Lambda表达式改写6-3
Answer:
- 改写:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
final String mainThreadName = Thread.currentThread().getName();
Thread t1 = new Thread();
Runnable runnable = ()->{
System.out.println(mainThreadName);
System.out.println(t1.getClass().getInterfaces());
System.out.println(Arrays.toString(t1.getClass().getInterfaces()));
};
new Thread(runnable).start();
}
}
2.3 题目:6-2(Runnable与停止线程)。回答:需要怎样才能正确地停止一个运行中的线程?
Answer:在本题中,要求编写public void stopMe();
方法来终止线程。具体是通过定义一个标志flag,使线程能够正常退出。虽然有Thread.stop方法可以直接停止线程,但这个是已经被废弃的方法因为不安全。
2.4 选做:6-8(CountDownLatch)实验总结
实验总结: 这道题主要就是要求了n个任务只能使用m个线程完成,所以使用:
ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(poolSize);
2.5 选做:6-9(集合同步问题)实验总结
实验总结: 因为ArrayList,LinkedList等线程不安全,所以可以使用synchronized关键字进行同步控制。
2.6 选做:较难:6-10(Callable),并回答为什么有Runnable了还需要Callable?实验总结。
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)
截图:
3.2 选做: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)
4. 互斥访问与同步访问
完成题集6-4(互斥访问)与6-5(同步访问)
4.1 除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问,还有什么办法可以使用synchronized实现互斥同步访问,使用代码说明(请出现相关代码及学号)?
Answer:
- 有synchronized关键字修饰的语句块
class Student {
private String name ="201621123001 张艺琳";
public String getName() {
return name;
}
public void print(String name) {
synchronized (this) {
System.out.println(name);
}
}
}
- 使用重入锁(一定要注意及时释放锁)
class Student {
private String name ="201621123001 张艺琳";
private Lock lock = new ReentrantLock();
public String getName() {
return name;
}
public void print (String name){
lock.lock();
try {
System.out.println(name);
}catch (Exception e){
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
4.2 同步代码块与同步方法有何区别?
Answer:同步方法加锁在整个方法上,同步代码块则加锁在方法的内部。所以可以说锁的范围不一样大。
4.3 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?
Answer:互斥就是互相排斥,实现互斥访问就是在对共享资源访问的方法或代码块前使用synchronized关键字。当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时,线程就会在获得对象锁之后执行,线程会进入Lock Pool。
4.4 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?
Answer:使用wait()、notify()方法来实现线程的协同工作。
5. 线程间的合作:生产者消费者问题
5.1 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?
Answer:结果不正常。在程序中因为要实现入库与出库的两个线程工作,实际上是要求互斥同步访问的,但在该运行结果中可以看到入库和出库两个线程是乱七八糟的。可能在库空时进行入库的操作时候,还没有添加成功,此时库存为0,却已经开始出库,就会提示库空。也可能在库满时货品出库的时候,还没有出库,却执行了入库,就会提示库满。
5.2 使用synchronized, wait, notify
解决该问题(关键代码截图,需出现学号)
5.3 选做:使用Lock与Condition对象解决该问题。
6. 面向对象设计作业-图书馆管理系统
6.1 系统的功能模块表格,表格中体现出每个模块的负责人。
负责人 | 模块 |
---|---|
张艺琳 | 用户登陆,用户信息存储,管理员基本操作 |
张凯艳 | 学生用户的借书操作,图书信息的存储 |
安晏菊 | 学生用户的还书操作 ,图书信息的编辑 |
6.2 运行视频
6.3 讲解自己负责的模块,并粘贴自己负责模块的关键代码(出现学号及姓名)。
Answer:本次我主要负责用户登陆界面,以及管理员对图书进行的管理,包括管理员以及学生用户的界面跳转,信息存储用Map实现。
package librarysystem;
/**
*
* @author zhangyilin
*/
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
interface UserDao {
public User isLogin(String userName, String password);
}
public class UserDaoImpl implements UserDao {
private Map<String,User> userMap;
public UserDaoImpl(){
init();
}
public UserDaoImpl(Map<String, User> userMap){
if (userMap==null || userMap.isEmpty()){
init();
}
this.userMap = userMap;
}
public void init(){
userMap = new HashMap<String, User>();
userMap.put("201621123001", new User("张艺琳","201621123001"));
}
public Map<String, User> getUserMap() {
//...
}
public void setUserMap(Map<String, User> userMap) {
//...
}
@Override
public User isLogin(String userName, String password) {
User user = userMap.get(userName);
//...
return user;
}
}
package librarysystem;
/**
* @author zhangyilin
*/
public class Management extends javax.swing.JFrame {
private User user;
public Management() {
initComponents();
this.user = user;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
// <editor-fold defaultstate="collapsed" desc="Generated Code">
private void initComponents() {
//...
private void jButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {
// TODO add your handling code here:
new AllBooks().setVisible(true);
Management.this.dispose();
}
private void jButton4ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {
// TODO add your handling code here:
Management.this.dispose();
}
//...
}
@-@ 有必要在这里坦白一下,本次对于图书管理系统的实现时间有些仓促,于是仅用netbeans做了基本的框架处理,考虑到信息的存储,就用了Map来储存用户信息,以及图书信息。
3.码云及PTA
题目集:多线程
3.1. 码云代码提交记录
-
在码云的项目中,依次选择“统计-Commits历史-设置时间段”, 然后搜索并截图
-
必须出现几个要素:提交日期-用户名(姓名与学号)-不提交说明
3.2 截图"多线程"PTA提交列表
需要有两张图(1. 排名图。2.PTA提交列表图)
3.3 统计本周完成的代码量
需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。
周次 | 总代码量 | 新增代码量 | 总文件数 | 新增文件数 |
---|---|---|---|---|
1 | 374 | 374 | 5 | 5 |
2 | 889 | 515 | 15 | 10 |
3 | 1417 | 528 | 22 | 7 |
4 | 1838 | 421 | 27 | 5 |
6 | 2608 | 770 | 38 | 11 |
7 | 3270 | 662 | 48 | 10 |
8 | 4068 | 798 | 52 | 4 |
9 | 4543 | 475 | 60 | 8 |
10 | 4988 | 445 | 65 | 5 |
11 | 5421 | 433 | 72 | 7 |
12 | 6327 | 906 | 88 | 16 |
5. 选做:学会使用Eclipse进行调试
观看相关调试视频
5.1 简述使用Eclipse进行调试需要几步?调试时F5, F6, F7快键键各有什么不同?什么情况该使用哪个快捷键?
Answer:
- 设置断点
- 点击Debug进入调试
- F5:单步调试,跳入方法内部。在需要对该方法内部进行调试的时候使用。
- F6:单步调试,无需处理,继续向下调试。在该方法无需调试的时候。
- F7:单步调试,跳出方法内部。在某方法内部想跳出来的时候。
5.2 实验任务书中的题目5:使用Eclipse进行调试中的5.1,如何使用Eclipse的调试功能发现当读取“蓝山兰”这行不会出错的原因?
5.3 任务书5.2,截图证明你会使用条件断点。
5.4 选做:调试MessageBoard.zip中的系统直至可以正常运行。说明你是怎么找到该系统中的错误?使用到了什么调试技巧?
参考资料:Eclipse 的一些调试技巧