201521123026《JAVA程序设计》第11周学习总结

1. 本章学习总结

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.多线程同步：限制某个资源在同一时刻只能被一个线程访问。。
2.同步代码块：`synchronized（lock）{操作共享资源代码块}`，其锁是自己定义的任意类型的对象。
3.同步方法：`synchronized返回值类型 方法名（）{}`，其锁是当前调用该方法的对象即this所指向的对象。
4.死锁问题：两个线程在运行时都在等待对方的锁，造成程序的停滞。
5.多线程通信：控制多个线程按照一定的顺序轮流执行。Object类中提供了wait（）、notify（）、notifyAll（）方法用于解决线程间的通信问题。

2. 书面作业

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）？

答：

Condition对象，ReentrantLock对象,lock对象,unlock方法可以实现互斥同步访问。

class Account {
private int balance;
private Lock poolLock = new ReentrantLock();
public Account(int balance) {
    super();
    this.balance = balance;
}
public  int getBalance() {
    return balance;
}
public  void setBalance(int balance) {
    this.balance = balance;
}
public void deposit(int money) {
    poolLock.lock();
    setBalance(getBalance() + money);
    poolLock.unlock();
}
public void withdraw(int money) {
    poolLock.lock();
    setBalance(getBalance() - money);
    poolLock.unlock();
}
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？、

答：

同步步代码块：synchronized（lock）{操作共享资源代码块}，其锁是自己定义的任意类型的对象。

同步方法：synchronized返回值类型 方法名（）{}，其锁是当前调用该方法的对象即this所指向的对象。

此外，同步方法作用于整个方法，同步代码块作用于整个代码块。

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：

实现互斥访问的原理：一个获得了所访问资源的对象锁的线程在访问资源的时候，其他访问该资源的进程会发生阻塞，进而必须进行等待，直到当前线程访问完毕后，其对象锁被释放，其他线程才有机会访问该资源。（即限制某个资源在同一时间只能被一个资源访问）

互斥：进程间相互排斥的使用临界资源的现象，就叫互斥。

对象锁（synchronized修饰方法或代码块）：当一个对象中有synchronized method或synchronized block的时候调用此对象的同步方法或进入其同步区域时，就必须先获得对象锁。如果此对象的对象锁已被其他调用者占用，则需要等待此锁被释放。

结合代码分析：

class Counter {
private static int id = 0;
public synchronized static void addId() {
    id++;
}
public synchronized static void subtractId() {
    id--;
}
public static int getId() {
    return id;
}
}

以作业TestUnSynchronizedThread026中的代码为例，设置两个进程t1和t2，线程t1调用add方法，线程B调用sub方法，id的初始值为0。

操作步骤如下:

1.线程t1获得id的锁，读取id的值，为0；（线程t2等待）

2.线程t1在取到的值上加1，结果为1；

3.线程t1将结果存回id，id=1，id的锁被解锁资源释放

4.线程t2获得id上的锁，读取id的值，为1

5.线程t2在取到的值上减1，结果为0

6.线程t2将结果存回id，id现在为0，id的锁被解锁资源释放

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：

（1）Java中可以用wait () 和notify()/notifyAll()方法来实现线程之间的通信，进而实现线程的协同工作。

（2）同步访问放到synchronized方法或者代码块中可以防止多个线程访问同一资源所引起的线程安全问题。

2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

答：

先是建立Repo类；Worker1和Worker2类继承Runnable接口。因为Worker1和Worker2类可以从Repo对象中获取任务。所以Repo类中有run1()和run2()方法分别用synchronized关键字修饰。run1（）循环条件是getSize()>0,当flag！=true时，输出并使flag的值为true。当flag为true时，work1线程等待换work2执行。run2（）循环条件也是getSize()>0,当flag！=false时，输出并使flag的值为false。当flag为falsee时，work2线程等待换work1执行。通过这两个函数达到交替执行的结果。

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)

答：

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：

invokeAll方法有两种格式：

（1）invokeAll(tasks) 批量提交不限时任务。

（2）invokeAll(tasks, timeout, unit) 批量提交限时任务。

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？

答：

运行多次代码发现每次代码运行结果并不一定相同，有时候结果还会为仓库还剩10个货物。很显然，结果是不正常的。因为生产者和消费者两个进程的存取速度不同，出现以下问题：（1）生产者比消费者快时，消费者来不及取数据； （2）消费者比生产者快时，消费者可能取不到数据。

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

答：

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)

答：

线程安全问题就是由于多个线程同时处理共享资源所导致的。如果一段代码每次多线程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。举个简单的例子，就像简单的多线程售票系统，当票的余额只剩一张的时候，如果没有处理线程安全问题，就可能出现多个售票窗口同时将这一个票进行售出的情况，从而使票数出现负数。限制了多个售票窗口同时对一张票资源进行售出的情况，可以有效解决票数余额为负数的情况。

3.本周码云代码Commit历史截图

答：

4.截图多线程PTA提交列表

答：