201521123059 《Java程序设计》第十一周学习总结
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。
1、实现线程有两种方法:实现Ruannable接口和继承Thread类;
2、使用线程的start()方法启动线程。当新线程被启动后,Java运行系统调用该线程的run()方法,它是Thread的核心。
3、线程的几种基本状态:new, runnable, running, dead, blocked
4、两个或多个线程竞争临界资源时,需要用互斥(synchronized)的方法协调资源。
5、多个线程交替执行合作共同完成某项任务(如生产者消费者问题)时,需要使用到互斥与同步技术(synchronized、wait、notify/notifyAll)
(1)、wait()方法的作用是让当前线程释放其所持有的“对象互斥锁”,进入wait队列(等待队列)
(2)、notify()/notifyAll()方法的作用是唤醒(任意一个/所有)正在等待队列中等待的线程,并将它(们)移入等待同一个“对象互斥锁”的队列。
6、Java的并发类库中有显式的互斥机制,即Lock。Lock对象要被显式创建、锁定和释放。
7、Condition对象让同步机制更容易实现,还可以精细化控制同步。比如可以让生产者、消费者有不同的等待集合。
2. 书面作业
本次PTA作业题集多线程
Q1: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:可以使用Lock对象和Condition对象实现互斥同步访问,比如下面代码:
public void deposit(int money) {//存钱
lock.lock();//加锁
try {
this.balance = this.balance+money;//在原来的基础上加上money
condition.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void withdraw(int money) {
lock.lock();
try{
while (balance < money) {
try{
condition.await();
condition.signal();
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
this.blance=this.blance-money;
}finally{//使用finally块来保证释放锁
lock.unlock();
}
}
1.2 同步代码块与同步方法有何区别?
区别:同步方法直接在方法上加synchronized实现加锁,同步代码块则在方法内部加锁,所以可以看出来同步方法锁的范围比较大,而同步代码块范围要小点,一般同步的范围越大,性能就越差,一般需要加锁进行同步的时候,肯定是范围越小越好,这样性能更好。
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:互斥访问的原理:资源配给任务使用时,在其上加锁。如果想访问某项资源的任务必须锁定这种资源,使其他任务无法访问它直至这个资源被解锁,即没有对象锁的对象只能进入Lock pool等待线程结束,然后再和其他对象竞争锁,有锁才能执行,并且一次只允许一个线程使用该资源,直到所有线程结束。
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: Object的wait()、notify()可以用来实现线程之间的协作,另外还有await()等。
同步访问一般都要放到synchronized方法是为了防止多个线程访问同一资源所引起的冲突。
Q2:交替执行
实验总结(不管有没有做出来)
总结:先定义一个Repo类代表任务仓库,用str储存 items.split(" ")得的字符串,用两个Boolean变量static boolean flag1 = true , static boolean flag2 = true控制两个线程任务的执行。在定义两个Worker1与Worker2类代表两个交替完成任务的类,并且继承Runnable接口,用synchronized来修饰所有方法,当Worker1任务执行完后flag1置为false,flag2置为true,同样的当Worker2任务执行完后也改变Boolean变量,直到两个任务都不能执行。
Q3: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)
答:使用invokeAll方法,执行器中的循环的n表示执行线程的次数。两个循环次数要一致,否者输出答案会出错。
参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
Q4: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?
看下图执行结果:
答:不正常,列如上图两次执行的结果,第一次为3,第二次为0。因为生产者与消费者的存取速度不一致,所以有可能有屯货或者可能货不够用。
4.2 使用synchronized, wait, notify解决该问题(关键代码截图,需出现学号)
关键代码截图:
4.3 选做:使用Lock与Condition对象解决该问题。
Q5: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: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。如果每次运行结果和单线程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,就是线程安全的。列如:
public synchronized void produce(){//加synchronized同步
setCount(getCount()+1);
}
public synchronized void consume(){ //加synchronized同步
setCount(getCount()-1);
}
这个程序在没有加synchronized时每次输出结果都不一致的,加了synchronized后输出结果都为0,所以说这个线程是安全的。
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