201521123080《Java程序设计》第11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。

多线程:

• 操作系统有两个容易混淆的概念，进程和线程。

进程：一个计算机程序的运行实例，包含了需要执行的指令；有自己的独立地址空间，包含程序内容和数据；不同进程的地址空间是互相隔离的；进程拥有各种资源和状态信息，包括打开的文件、子进程和信号处理。

线程：表示程序的执行流程，是CPU调度执行的基本单位；线程有自己的程序计数器、寄存器、堆栈和帧。同一进程中的线程共用相同的地址空间，同时共享进进程锁拥有的内存和其他资源。

• Java标准库提供了进程和线程相关的API，进程主要包括表示进程的java.lang.Process类和创建进程的java.lang.ProcessBuilder类；
  
  表示线程的是java.lang.Thread类，在虚拟机启动之后，通常只有Java类的main方法这个普通线程运行，运行时可以创建和启动新的线程；还有一类守护线程（damon thread），守护线程在后台运行，提供程序运行时所需的服务。当虚拟机中运行的所有线程都是守护线程时，虚拟机终止运行。
• 线程间的可见性：一个线程对进程中共享的数据的修改，是否对另一个线程可见。

2. 书面作业

本次PTA作业题集多线程

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）？

• 使用到Lock对象和Condition对象。
• 代码如下：

public void deposit(int money) {// synchronized
    lock.lock();
    try {
        balance += money;
        plus.signalAll();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
public void withdraw(int money){
    lock.lock();
    try{
        try{
            while(this.getBalance()<=0)
            condition.await();
            condition.signal();
        }catch(Exception e){
            System.out.println(e);
        }
        this.balance=this.getBalance()-money;
            if(balance<0)
                throw new IllegalStateException(balance+"");
    }finally{
        lock.unlock();
    }
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

• 区别：

1. 同步方法锁的范围比较大，而同步代码块范围较小。
2. 同步块需要注明锁定对象，同步方法默认锁定this。
3. 在考虑性能方面，最好使用同步块来减少锁定范围提高并发效率。

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？

• 实现互斥访问的原理:每个对象都有一个monitor(锁标记)。
• 用 synchroined关键字修饰方法举例：

  public synchronized void duixianglock()
    {
        System.out.println("duixianglock---in");
        try
        {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("duixianglock---out");
    }

• 当执行任务时给其加锁，直到解锁前其他对象无法使用，一对象进行一资源的模式。

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？

• 一般使用wait()关键字和notify()关键字来实现。
• 放到synchronized方法或者代码块中避免了因同步访问而造成的共享资源不完整。

2. 交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

• 实现了两个线程交替执行，使用了wait()，notifyAll()来实现线程间的相互协作。

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)

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

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？

• 多运行几次后可得到出现以上两种结果。不正常，因为代码中没有实现线程之间通信的关键字，故线程之间没有合作，就会产生错乱。

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

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)

• 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。或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全。

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