201271050130-滕江南-《面向对象程序设计(java)》第十七周学习总结
201271050130-滕江南-《面向对象程序设计(java)》第十七周学习总结
博文正文开头格式:(2分)
项目 |
内容 |
这个作业属于哪个课程 |
https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/ |
这个作业的要求在哪里 |
https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/12073034.html |
作业学习目标 |
(1) 理解和掌握线程的优先级属性及调度方法; (2) 掌握线程同步的概念及实现技术; (3) Java线程综合编程练习 |
随笔博文正文内容包括:
第一部分:总结线程同步技术(10分)
1、线程的终止
-当线程的run方法执行方法体中最后一条语句后,或者出现了在run方法中没有捕获的异常时,线程将终止,让出CPU使用权。
- 调用interrupt()方法也可终止线程。
void interrupt()
– 向一个线程发送一个中断请求,同时把这个线程的“interrupted”状态置为true。
– 若该线程处于 blocked 状态 ,会抛出 InterruptedException。
2、测试线程是否被中断的方法
Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法。
-static boolean interrupted()
– 检测当前线程是否已被中断 ,并重置状态 “interrupted”值为false。
-boolean isInterrupted()
– 检测当前线程是否已被中断 ,不改变状态 “interrupted”值 。
3、线程的状态
-利用各线程的状态变换,可以控制各个线程轮流使用CPU,体现多线程的并行性特征。
-线程有如下7种状态:
➢ New (新建)
➢ Runnable (可运行)
➢ Running(运行)
➢ Blocked (被阻塞)
➢ Waiting (等待)
➢ Timed waiting (计时等待)
➢ Terminated (被终止)
4、新创建线程
-new(新建)
线程对象刚刚创建,还没有启动,此时线程还处于不可运行状态。例如: Thread thread=new Thread(r); 此时线程thread处于新建状态,有了相应的内存空间以及其它资源。
5、可运行线程
- runnable(可运行状态)
➢ 此时线程已经启动,处于线程的run()方法之中。
➢ 此时的线程可能运行,也可能不运行,只要 CPU一空闲,马上就会运行。
➢ 调用线程的start()方法可使线程处于“可运行”状态。例如: thread.start();
6、被阻塞线程和等待线程
- blocked (被阻塞)
➢ 一个正在执行的线程因特殊原因,被暂停执行, 进入阻塞状态。
➢ 阻塞时线程不能进入队列排队,必须等到引起阻塞的原因消除,才可重新进入排队队列。
➢ 引起阻塞的原因很多,不同原因要用不同的方法解除。
-sleep(),wait()是两个常用引起线程阻塞的方法。
7、线程阻塞的三种情况
- 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法,让线程等待某工作的完成。
- 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态。
-其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join() 或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超 时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
8、被终止的线程
Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二:
➢ 一是run()方法中最后一个语句执行完毕而自然死亡。
➢ 二是因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡。
➢ 可以调用线程的 stop 方 法 杀 死 一 个 线 程(thread.stop();),但是,stop方法已过时, 不要在自己的代码中调用它。
9、多线程调度
-Java 的线程调度采用优先级策略:
➢ 优先级高的先执行,优先级低的后执行;
➢ 多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级,缺省时,继承其父类的优先级;
➢ 任务紧急的线程,其优先级较高;
➢ 同优先级的线程按“先进先出”的队列原则;
10、Thread类有三个与线程优先级有关的静态量:
➢ MAX_PRIORITY:最大优先权,值为10;
➢ MIN_PRIORITY:最小优先权,值为1;
➢ NORM _PRIORITY:默认优先权,值为5。
Java 的线程调度采用优先级策略:优先级高的先执行,优先级低的后执行;多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级,缺省时,继承其父类的优先级; 任务紧急的线程,其优先级较高; 同优先级的线程按“先进先出”的队列原则。
调用setPriority(int a)重置当前线程的优先级,a取值可以是前述的三个静态量。调用getPriority()获得当前线程优先级。
多线程并发运行不确定性问题解决方案:引入线程同步机制,使得另一线程要使用该方法,就只能等待。
在Java中解决多线程同步问题的方法有两种:J ava SE 5.0中引入ReentrantLock类。 在共享内存的类方法前加synchronized修饰符。
有关锁对象和条件对象的关键要点:锁用来保护代码片段,保证任何时刻只能有一个线程执行被保护的代码。锁管理试图进入被保护代码段的线程。锁可拥有一个或多个相关条件对象。每个条件对象管理那些已经进入被保护的代码 段但还不能运行的线程。
synchronized关键字作用: 某个类内方法用synchronized 修饰后,该方法被称为同步方法;只要某个线程正在访问同步方法,其他线程欲要访问同步方法就被阻塞,直至线程从同 步方法返回前唤醒被阻塞线程,其他线程方可能进入同步方法。
在同步方法中使用wait()、notify 和notifyAll()方法:一个线程在使用的同步方法中时,可能根据问题的需要,必须使用wait()方法使本线程等待,暂时让出CPU的使用权,并允许其它线程使用这个同步方法。线程如果用完同步方法,应当执行notifyAll()方 法通知所有由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。
第二部分:实验部分
实验1:测试程序1(5分)
测试程序1:
l 在Elipse环境下调试教材651页程序14-7,结合程序运行结果理解程序;
l 掌握利用锁对象和条件对象实现的多线程同步技术。
package synch; import java.util.*;
import java.util.concurrent.locks.*; /**
一个银行有许多银行帐户,使用锁序列化访问 * @version 1.30 2004-08-01
* @author Cay Horstmann
*/
public class Bank
{
private final double[] accounts;
private Lock bankLock;
private Condition sufficientFunds; /**
* 建设银行。
* @param n 账号
* @param initialBalance 每个账户的初始余额
*/
public Bank(int n, double initialBalance)
{
accounts = new double[n];
Arrays.fill(accounts, initialBalance);
bankLock = new ReentrantLock();
sufficientFunds = bankLock.newCondition();
} /**
* 把钱从一个账户转到另一个账户。
* @param 从账户转账
* @param 转到要转账的账户
* @param 请允许我向你转达
*/
public void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException
{
bankLock.lock();
try
{
while (accounts[from] < amount)
sufficientFunds.await();
System.out.print(Thread.currentThread());
accounts[from] -= amount;
System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
accounts[to] += amount;
System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
sufficientFunds.signalAll();
}
finally
{
bankLock.unlock();
}
} /**
* 获取所有帐户余额的总和。
* @return 总余额
*/
public double getTotalBalance()
{
bankLock.lock();
try
{
double sum = ; for (double a : accounts)
sum += a; return sum;
}
finally
{
bankLock.unlock();
}
} /**
* 获取银行中的帐户数量。
* @return 账号
*/
public int size()
{
return accounts.length;
}
}
package synch; /**
* 这个程序显示了多个线程如何安全地访问数据结构。
* @version 1.31 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class SynchBankTest
{
public static final int NACCOUNTS = ;
public static final double INITIAL_BALANCE = ;
public static final double MAX_AMOUNT = ;
public static final int DELAY = ; public static void main(String[] args)
{
Bank bank = new Bank(NACCOUNTS, INITIAL_BALANCE);
for (int i = ; i < NACCOUNTS; i++)
{
int fromAccount = i;
Runnable r = () -> {
try
{
while (true)
{
int toAccount = (int) (bank.size() * Math.random());
double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();
bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);
Thread.sleep((int) (DELAY * Math.random()));
}
}
catch (InterruptedException e)
{
}
};
Thread t = new Thread(r);
t.start();
}
}
}
运行结果:
实验1:测试程序2(5分)
l 在Elipse环境下调试教材655页程序14-8,结合程序运行结果理解程序;
l 掌握synchronized在多线程同步中的应用。
package synch2; import java.util.*; /**
* 具有多个使用同步原语的银行账户的银行。
* @version 1.30 2004-08-01
* @author Cay Horstmann
*/
public class Bank
{
private final double[] accounts; /**
* 建设银行。
* @param n 账号
* @param initialBalance 每个账户的初始余额
*/
public Bank(int n, double initialBalance)
{
accounts = new double[n];
Arrays.fill(accounts, initialBalance);
} /**
* 把钱从一个账户转到另一个账户。
* @param 从账户转账
* @param 转到要转账的账户
* @param 请允许我向你转达
*/
public synchronized void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException
{
while (accounts[from] < amount)
wait();
System.out.print(Thread.currentThread());
accounts[from] -= amount;
System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
accounts[to] += amount;
System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
notifyAll();
} /**
* 获取所有帐户余额的总和。
* @return 总余额
*/
public synchronized double getTotalBalance()
{
double sum = ; for (double a : accounts)
sum += a; return sum;
} /**
* 获取银行中的帐户数量。
* @return
*/
public int size()
{
return accounts.length;
}
}
package synch2; import java.util.*; /**
* 具有多个使用同步原语的银行账户的银行。
* @version 1.30 2004-08-01
* @author Cay Horstmann
*/
public class Bank
{
private final double[] accounts; /**
* 建设银行。
* @param n 账号
* @param initialBalance 每个账户的初始余额
*/
public Bank(int n, double initialBalance)
{
accounts = new double[n];
Arrays.fill(accounts, initialBalance);
} /**
* 把钱从一个账户转到另一个账户。
* @param 从账户转账
* @param 转到要转账的账户
* @param 请允许我向你转达
*/
public synchronized void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException
{
while (accounts[from] < amount)
wait();
System.out.print(Thread.currentThread());
accounts[from] -= amount;
System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
accounts[to] += amount;
System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
notifyAll();
} /**
* 获取所有帐户余额的总和。
* @return 总余额
*/
public synchronized double getTotalBalance()
{
double sum = ; for (double a : accounts)
sum += a; return sum;
} /**
* 获取银行中的帐户数量。
* @return
*/
public int size()
{
return accounts.length;
}
}
运行结果:
实验1:测试程序3(5分)
l 在Elipse环境下运行以下程序,结合程序运行结果分析程序存在问题;
l 尝试解决程序中存在问题。
class Cbank { private static int s=; public static void sub(int m) { int temp=s; temp=temp-m; try { Thread.sleep((int)(*Math.random())); } catch (InterruptedException e) { } s=temp; System.out.println("s="+s); } } class Customer extends Thread { public void run() { for( int i=; i<=; i++) Cbank.sub(); } } public class Thread3 { public static void main(String args[]) { Customer customer1 = new Customer(); Customer customer2 = new Customer(); customer1.start(); customer2.start(); } }
运行结果:
改进:
package sdfsd; class Cbank
{
private static int s=;
public synchronized static void sub(int m)
{
int temp=s;
temp=temp-m;
try {
Thread.sleep((int)(*Math.random()));
}
catch (InterruptedException e) { }
s=temp;
System.out.println("s="+s);
}
} class Customer extends Thread
{
public void run()
{
for( int i=; i<=; i++)
Cbank.sub();
}
} public class Thread3
{
public static void main(String args[])
{
Customer customer1 = new Customer(); Customer customer2 = new Customer();
customer1.start();
customer2.start();
}
}
实验2:结对编程练习包含以下4部分(10分)
1) 程序设计思路简述;
2) 符合编程规范的程序代码;
3) 程序运行功能界面截图;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Mythread mythread = new Mythread();
Thread ticket1 = new Thread(mythread);
Thread ticket2 = new Thread(mythread);
Thread ticket3 = new Thread(mythread);
ticket1.start();
ticket2.start();
ticket3.start();
}
} class Mythread implements Runnable {
int ticket = ;
boolean flag = true; @Override
public void run() {
while (flag) {
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} synchronized (this) {
if (ticket <= ) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "窗口售:第" + ticket + "张票");
ticket++;
}
if (ticket > ) {
flag = false;
}
}
}
} }
运行结果:
实验总结:(5分)
在本周的学习中,我学习了线程同步这一知识点,我了解到这一知识点是用来解决多线程并发运行不确定性问题。了解了并发多线程的两种解决方法,一种是锁对象,还有一种是synchronized关键字。还有wait()、notify 和notifyAll()方法。 这学期Java课程已经结束了,在学习过程中感谢代老师认真负责传授知识,助教耐心帮带,非常感谢。
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