201521123025《java程序设计》第11周学习总结

1. 本周学习总结

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）？

除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问，还有使用Lock和Condition对象实现。
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？

(1)同步代码块主要是在方法内部使用synchronized关键字实现加锁:public void 方法名{ synchronized(类对象名) { ... } }；同步方法主要是在定义方法时使用synchronized关键字实现加锁:public static synchronized void 方法名{ ... }.

(2)同步方法锁的范围比较大，而同步代码块范围要小点.

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？

原理是一次只有一个对象获得对象锁，而只有得到对象锁的才可进行线程。

例如：

class A{
private int i=0;
public static synchronized void addI() {
    i++;}
public static synchronized void subtractI() {
    i--;}
public  int getI() {
        return i;
    }
}

线程1调用addI方法，线程2调用subtractI方法。

操作步骤如下：

1.线程1获得i的锁，读取i的值为0；

2.线程1在取到的i值上加1，结果为1；

3.线程1将结果存回i，i=1，i的锁释放；

4.线程2获得i上的锁，读取i的值，为1；

5.线程2在取到的值上减1，结果为0

6.线程2将结果存回i，i为0，id的锁释放；

即最后得到的i值为0。

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？

使用wait()和notify()/nofityAll()来实现线程之间的通信，进而实现线程的协同工作

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。

Q2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

先是建立Repo类,Worker1和Worker2类继承Runnable接口,由于两个线程要交替运行，所以需要使用wait()和notify()函数。

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)

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？

结果不正常，因为生产者与消费者的速度不一致,有可能消费者速度快导致取不到，有可能生产者快导致浪费。应在public synchronized void add(String t)和public synchronized void remove()的方法体中应该有wait()和notify()函数来实现线程之间的合作。

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

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)

如果你的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。

public static void addId() {
	id++;
}

两个线程a、b同时执行以上语句

1. 假设id的初值为2, a,b两个线程同时执行了addId(){id++}，
2. a线程读取i的值为2，并将2++得到3，这时候还未来得及将3写回id
3. 这时b读取id的值还为2，并将2++得到3,
4. 然后a,b依次把他们的值(3)写回id，那么id最终值为3而不是4
   
   这样就是线程不安全。

但如果改成以下代码

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

两个线程a、b同时执行以上语句

1. 假设id的初值为2, a,b两个线程同时执行了addId(){id++}，
2. a线程获得id的锁，读取id的值为2，并将2++得到3；然后将3存回id，并释放锁.(b线程未获得锁而一直在等待)
3. b线程现在获得id的锁，读取id的值为3，并将3++得到4；然后将4存回id，并释放锁。
   
   id的最终结果为4，符合在单线程运行时得到的结果，这样就是线程安全。

3. 码云上代码提交记录

3.1. 码云代码提交记录

3.2 截图多线程PTA提交列表