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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