201521123055 《Java程序设计》第11周学习总结

1. 本章学习总结

2. 书面作业

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 在Java1.5之后，可使用java.util.concurrent.locks包提供的操作方法替代synchronized机制。

测试代码：

public class Main {
    static Lock lock=new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) {

        lock.lock();    //若锁处于空闲状态，则获得锁；若其他进程获得锁，则禁用当前进程

    }

    public static invoke()
    {
        lock.unlock();   //释放锁
    }
}

Lock的出现其实是同步机制的升级版，由于运行到synchronized修饰的代码块之外时，进程便自动解除block状态，因此通过Lock的使用使用户可以更自由控制锁的使用。

1.2

当一个进程获得了某个object的锁时，其他进程将无法访问该obj内的同步代码块，但可以访问非同步代码块。而同步方法则是限制了进程对于obj的访问。

1.3

为了实现互斥访问，在编程中引入了互斥锁的概念，每个对象都有一个互斥锁的标记，来保证在同一时刻只能有一个进程访问该对象。

测试代码：

class Account{
    private int balance;

    public Account(int balance) {
        this.balance = balance;
    }

    synchronized void deposit(int money)
    {
        this.balance+=money;
    }

    synchronized  void withdraw(int money)
    {
        this.balance-=money;
    }

    public int getBalance() {
        return balance;
    }

}

将实现类Account中的俩方法都上锁，就意味着当某个进程调用方法时，若其他进程也调用到该方法，那么便进入block状态，当方法锁释放时重新进入running状态。

1.4

使用wait()、notify()可以用来实现线程之间的通信协作。使用synchronized关键字的原因便是防止多个线程同时访问同一对象导致的冲突。

Q2.交替执行###

实验总结（不管有没有做出来）

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

//201521123055
public static synchronized void addId() {
    id++;
}

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

两个函数加上synchronized关键字即可

3.2

    ExecutorService ec= Executors.newCachedThreadPool();

    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        ec.execute(new Adder());
    }
    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        ec.execute(new Subtracter());
    }

    ec.shutdown();
    ec.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);

关键是调用awaitTermination()来完成join效果。

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)

4.1

有时候会出现还剩十个货物，因为存取的速度不同导致的。

4.2

//201521123055
public synchronized void add(String t) {
    while (repo.size() == capacity) {
        try{
            wait();
        }catch (Exception e)
        {
           e.printStackTrace();
        }
    }

    repo.add(t);
    notifyAll();

}
public synchronized void remove() {
    while (repo.size() == 0) {
        try{
            wait();
        }catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    repo.remove(0);
    notifyAll();
}

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)

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

听起来是有点糊涂，打个比方就是，俩人都要去图书馆借同一本书，A先弄到手，那B去借肯定是借不到的，做到同一时间只有一个线程调用某一资源，就是线程安全。保证线程安全是很重要的，因为多线程中很容易对资源的调用产生问题，这时候做到唯一性是很必要的。

3. PTA实验总结及码云上代码提交记录

3.1

3.2