201521123030 《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）？

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

}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

同步方法就是在方法前加关键字synchronized，然后被同步的方法一次只能有一个线程进入，其他线程等待。而同步方法则是在方法内部使用大括号使得一个代码块得到同步。同步块会有一个同步的”目标“，使得同步块更加灵活一些（同步块可以通过”目标“决定需要锁定的对象）。一般情况下，如果此”目标“为this，那么同步方法和同步块没有太大的区别。

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 MyCounter{
 private int i = 0;
public void increment(){
       //i++;
       synchronized (this) {
    i++;
       }
  }
……
}

线程的状态的变化为：如果没有获得对象锁就进入Look Pool状态，等待同步锁被释放；同步锁释放后，线程进入Runnable状态。

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？

Object的wait()、notify()可以用来实现线程之间的协作，Java SE5的并发类库中还提供了具有await()和signal()方法的Condition对象。

　　同步访问放到synchronized方法或者代码块中是为了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（不管有没有做出来）
实验总结：先是建立Repo类，存储字符串items.split(" ");；Worker1和Worker2类继承Runnable接口，若是要两个线程交替运行，需要使用wait()和notify()函数，需要在run函数加入synchronized关键字，run函数中循环while()，循环条件是this.repo.getSize()！=0，输出字符串数组，并将null该字符串数组，达到将任务删除，通过判断数组下标的奇偶数来决定接下来需要运行的线程

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)

//201521123030
public static synchronized void addId() {
    id++;
}
public static synchronized void subtractId() {
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
//201521123030
ExecutorService exec=Executors.newCachedThreadPool();
for(int i=0;i<6;i++){
if(i<3)
exec.execute(new Adder());
else
exec.execute(new Subtracter());
}
exec.shutdown();

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？

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

//201521123030
public synchronized void add(String t) {
while(repo.size() == capacity) {
    System.out.println("仓库已满!无法添加货物。");
    try {
        wait();
    } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}  
repo.add(t);
notifyAll();
}
public synchronized void remove() {
    while (repo.size() == 0) {
    System.out.println("仓库无货！无法从仓库取货");
    try {
        wait();
    } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}  
repo.remove(0);
notifyAll();
}

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

private Lock lock=new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();
public synchronized void add(String t) {
try{
    lock.lock();
    while(repo.size() == capacity) {
        System.out.println("仓库已满!无法添加货物。");
        try {
            condition.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
    repo.add(t);
    condition.signalAll();  
}
finally{
    lock.unlock();
}

}
public synchronized void remove() {
try{
    lock.lock();
    while (repo.size() == 0) {
        System.out.println("仓库无货！无法从仓库取货");
        try {
            condition.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }  
    repo.remove(0);
    condition.signalAll();
}
finally{
    lock.unlock();
}

}

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)

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。 线程不安全就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据

6.选做：实验总结

6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结

要创建一个固定线程数的线程池，只要调用Executors的工厂方法newFixedThreadPool()就可以了，然后参数指定为需要设定的线程数即可。

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

3.2 截图多线程PTA提交列表