201521123001《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

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）？

答：使用Lock和Condition对象

class Account{
    private int balance;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();
    public Account(int balance) {
        super();
        this.balance = balance;
    }
    public int getBalance() {
        return balance;
    }
    public void deposit(int money) {
        lock.lock();
        try{
            this.balance=getBalance() + money;
            condition.signalAll();
        }
        finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void withdraw(int money) {
        lock.lock();
        try{
            while(balance < money) {
                try {
                    condition.await();
                    condition.signalAll();
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            this.balance = getBalance() - money;
        }
        finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

答：都是用synchronized关键字给代码加一个“锁”，当该部分被一个线程调用时，其他线程只能等待其使用完后才能调用，而同步代码块是作用于整个代码块，同步方法则是作用于整个方法，在范围上不一样

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？

答：

class Counter{
   private int i = 0;
   public void increment(){
      synchronized (this) {
  	  i++;
      }
   }
   public void decrement() {
      i--;
   }
   public void crement() {
      i++;
   }
   public int value() {
      return c;
   }

}

每个对象都有一把锁，如果未获得对象锁，下面的代码就无法执行，必须等待，从而通过对象锁实现了互斥访问；
假设i在A线程自增，同时在B线程自减，同时在C线程再自增，最后返回
1.A读取到的i是0，并且在i上加了锁，自增后是1，保存回i，解锁；
2.B读取到的i是1，没有加锁，自减后是0，保存回i
3.C读取到的i是1，自增后是2，保存回i
这里可以看到，i的值最后是不确定的，只有A线程可以确定执行完毕保存，但B和C线程不能确定哪一个保存了数值。

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？

答：Java中可以用wait () 和notify()/notifyAll()方法来协调线程间的运行进度关系，或者使用Condition对象，从上一小题举的例子就可以看出来，没有synchronized关键字的同步线程很容易出现不确定的答案。

交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

答：由于Worker1和Worker2类都可以对Repo对象进行操作，所以要使用wait ()和notify()/notifyAll()来给代码加锁解锁，当一个线程在操作时另一个线程等待其操作完后执行，要注意的就是解锁要在执行完该函数代码时再解锁，而不能在加锁后马上解锁，则这个加锁就是无效的。

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)

答：

//201521123001
public static synchronized void addId() {
    id++;
}
public static synchronized void subtractId() {
    id--;
}
public static int getId() {
    return id;
}

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
答：

//201521123001
ArrayList<Callable<Object>> tasks = new ArrayList<>(); 
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPooi(); 
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    tasks.add(ExQcutors.caLLabLe(r\evi Adder()));
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    tasks.add(ExQcutors.caLLabLe(r\evi Subtracter()));
}
exec.invokeAll(tasks);

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？

答：

结果不正常，每一次执行的结果都不一样，因为生产者与消费者的存取速度不一致。

4.2 使用synchronized, wait, notify解决该问题(关键代码截图，需出现学号)

答：

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

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)

答：
线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。
就是保护程序，当多个线程同时进行的时候按先来后到的顺序排好队，一个个来，保证不会出现次序混乱的不确定的答案。

选做：实验总结
6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结
6.2 4-9（集合同步问题）实验总结
6.3 较难：4-10（Callable），并回答为什么有Runnable了还需要Callable？实验总结。
选做：使用其他方法解决题目4的生产者消费者问题。
7.1 使用BlockingQueue解决生产者消费者问题关键代码截图
7.2 说明为什么不需要显示的使用wait、notify就可以解决同步问题。这样解决相比较wait、notify有什么优点吗？
7.3 使用Condition解决生产者、消费者问题。
选做：编写一段代码，证明你会使用ForkJoinPool？

3. 码云上代码提交记录

题目集：多线程(4-4到4-10)

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
答：

3.2 截图多线程PTA提交列表

答：

4.选做：课外阅读
4.1 Questions and Exercises: Concurrency，学习总结。
4.2 Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
4.3 线程池，这一篇或许就够了
4.4 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors