北航面向对象设计与构造2021第二单元作业总结
本单元任务是用多线程模拟电梯。在依次回答所要求回答的问题之前，先放几张研讨会分享PPT的截图，使读者对我的设计有大致的了解。
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总结分析三次作业中同步块的设置和锁的选择，并分析锁与同步块中处理语句直接的关系。
答：由于使用了
java.util.concurrent库所提供的实现BlockingQueue<T>接口的容器，三次作业中均未显式设置同步块和锁。调度器（生产者）使用了自动阻塞的put()方法向PriorityBlockingQueue中放乘客，效果是由于容器中ReentrantLock的存在，PriorityBlockingQueue内部被锁时，调度器将在put()时被阻塞。电梯（消费者）可以使用自动阻塞的take()方法从PriorityBlockingQueue中取乘客，效果是由于容器中ReentrantLock的存在，PriorityBlockingQueue内部被锁时，电梯将在take()时被阻塞。由于电梯大部分时间处于繁忙状态，我的设计中电梯并未使用自动阻塞的take()方法，而是使用了取不到就返回null的poll()方法，这样电梯在某层取不到乘客时不必等待，而是可以继续运送已取到的乘客，提高效率。 -
总结分析三次作业中的调度器设计，并分析调度器如何与程序中的线程进行交互。
答：三次作业中调度器的职责基本没有变化，均只负责读取输入数据，往候乘表中放乘客，通知电梯开始/结束工作。
为什么调度器要通知电梯结束工作？这是因为，如果候乘表不用
BlockingQueue而用普通容器+synchronized同步块时，不会再有新乘客到来时，调度器需要调用一次notifyAll()告知电梯；而使用封装好的BlockingQueue时，没有notifyAll()这样的机制，不会再有新乘客到来时，调度器只能向候乘表末添加一个 Dummy Passenger 代表结束，当电梯获取到这个 Dummy Passenger 就可以结束工作了。需要注意的是，如果BlockingQueue为空，只能得知当前没有乘客到来，不能得知不会再有乘客到来了。就像货架空了，你只能知道现在买不到货了，不能知道是未来还会补货、还是未来再也不卖了。但在我的设计中每层都有候乘表，由于结束时电梯的位置并不确定，需要往每层的候乘表中都放一个Dummy Passenger，我觉得这种方法并不是很优雅，于是为每个电梯建立了一个
LinkedBlockingQueue作为开始/结束工作的命令。由于LinkedBlockingQueue有takeLock和putLock两把锁，因此支持“同时”读写，如T1-T2-T1-T2-T1-T2-T1-T2-T1-T2......-T1-T2，比只有一把锁、不支持“同时”读写的ArrayBlockingQueue效率更高，如T1-T2-[T1-T1-T1-T1-...-T1]-[T2-T2-...-T2]-T2-T1。LinkedBlockingQueueJDK 源码截图：
ArrayBlockingQueueJDK 源码截图：
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从功能设计与性能设计的平衡方面，分析和总结自己第三次作业架构设计的可扩展性。
答：图见下方。功能设计上，满足基本功能；性能设计上，满足基本性能要求。由于未针对不同调度策略做类的派生、继承等，扩展性上略显不足。
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分析自己程序的 bug。
答：由于使用了
java.util.concurrent库所提供的实现BlockingQueue<T>接口的容器，bug 均与线程安全无关，集中在程序设计的基础控制流（分支跳转条件）、边界值（>=还是>、<=还是<）。这些错误过于低级，写在这里太丢脸，今后再忙写程序也要头脑清醒，否则浪费大量时间去de很低级的bug很不值，令人懊恼qaq。 -
分析自己发现别人程序 bug 所采用的策略。
答：由于本月冯如杯 DDL 如同催命，实在没精力去 hack 别人的 bug。我知道和线程安全有关的 bug 不易复现，所以若要 hack，除了分析对方的代码，还需写一个高并发的评测机。
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心得体会。
答：通过这次作业，我对线程安全和层次化设计有了更深入的了解和认识，相关能力得到了提高。我从中得到了确定：不重复造轮子是很有必要的，我的选择是正确的。此外，也警示我要头脑清醒、避免低级错误。
