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

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)?

1.2 同步代码块与同步方法有何区别?

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?

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?

1.1、可以使用Lock对象和Condition对象实现

class Account{
private 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){
try{
lock.lock();
this.balance=getBalance()+money;
condition.signalAll();
}
finally{
lock.unlock();
}
}
public void withdraw(int money){
try{
lock.lock();
while(getBalance()==0){
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
condition.signalAll();
this.balance=getBalance()-money;
}
finally{
lock.unlock();
}
}
}

1.2、答: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,很明显,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、答:

原理:当资源被访问,为其上锁,阻止其他线程访问,停止访问时,解锁,其他线程可以访问

public synchronized void deposit(int money){//synchronized修饰
this.balance=getBalance()+money;
notifyAll();
}
public synchronized void withdraw(int money){//synchronized修饰
while(getBalance()==0){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.balance=getBalance()-money;
notifyAll();
}

在代码中若无synchronized修饰,可能有多个线程通过deposit或withdraw方法同时存取Account对象的balance属性。

使用synchronized修饰后

1.线程A执行deposit,balance上锁,线程B wait,notifyAll之后,balance解锁

2.线程B执行withdraw,balance上锁,线程A无法访问,notifyAll之后,balance解锁

1.4、答:用wait()、notify()来实现线程之间的协作,放到synchronized方法或者代码块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

答:要实现交替访问,首先要将方法全部都用synchronized来修饰,确保所有变量都持有锁。其次线程之间的协作可以使用wait()和notify()并配合上boolean变量来完成,要做到交替执行,需要中间桥梁来确认是否执行该任务,这个桥梁就是flag。

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)

参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask

3.1

//201521145048
public static synchronized void addId() {
id++;
}
public static synchronized void subtractId() {
id--;
}

3.2

//201521145048
List<Callable<Object>> task=new ArrayList<>();
ExecutorService exec=Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
task.add(Executors.callable(new Adder()));
}
for (int i = 0; i < 3; i++) {
task.add(Executors.callable(new Subtracter()));
}
exec.invokeAll(task);
System.out.println(Counter.getId());
System.out.println("main end");

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?

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

4.3 选做:使用Lock与Condition对象解决该问题。

4.1、答:结果不正常,剩余个数从0到10皆有,因为生产者与消费者的存取速度不一致,所以会导致生产和消费不一致

4.2、答:

//201521145048
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、答:

//201521123023
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();
} }

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:

线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果。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,也就是线程同步

例如

public synchronized static void addId() {
id++;
} public synchronized static void subtractId() {
id--;
}

多个线程同时运行以上代码,synchronized关键字使得线程同步,多个线程运行结果和单个线程运行结果一致,都为0,

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

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