201521123020《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。

2. 书面作业

本次PTA作业题集多线程

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）？

public void deposit(int money) {
    lock.lock();
    try {
        balance += money;
        condition.signalAll();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

public void withdraw(int money) {
    lock.lock();
    try {
        while (getBalance() <= 0) {
            try{
            condition.await();
            }catch(InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        balance -= money;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

答：范围不同，效率不同。

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？

答：原理是当资源被一个任务使用时，在其上加锁，阻止其他线程访问，停止访问时，解锁，其他线程可以访问。

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？

答：wait()和notify()/nofityAll()来实现线程之间的通信；防止多个线程访问同一临界资源而引起冲突。

交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

每个方法都需要用synchronized关键字修饰；

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)

//201521123020
class Counter {
    private static int id = 0;

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

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

    public static int getId() {
        return id;
    }
}

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)

public class TestUnSynchronizedThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // TODO Auto-generated method stub

        ArrayList<Callable<Object>> tasks=new ArrayList<>();
        ExecutorService executor =(ExecutorService)Executors.newCachedThreadPool();
        for(int i=0;i<3;i++){
           tasks.add(Executors.callable(new Adder()));
        }  

        for(int i=0;i<3;i++){
           tasks.add(Executors.callable(new Subtracter()));
        }  

        executor.invokeAll(tasks);
        System.out.println(Counter.getId());
        System.out.println("main end");
    }
}

参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask

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？

答：结果不正常，并不一直是剩0个货物，因为生产者和消费者的存取速度不同

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

//201521123020
    public synchronized void add(String t){
        try{
            while(repo.size() >= capacity){
                wait();
                System.out.println("仓库已满!无法添加货物。");
            }
        }catch(Exception e){
            System.out.println(e);
        }
        repo.add(t);
        notifyAll();
    }

    public synchronized void remove(){
        try{
            while(repo.size() <= 0){
                wait();
                System.out.println("仓库无货！无法从仓库取货");
            }
        }catch(Exception e){
            System.out.println(e);
        }
        repo.remove(0);
        notifyAll();
    }

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

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。

选做：实验总结

6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结

6.2 4-9（集合同步问题）实验总结

6.3 较难：4-10（Callable），并回答为什么有Runnable了还需要Callable？实验总结。

选做：使用其他方法解决题目4的生产者消费者问题。

7.1 使用BlockingQueue解决生产者消费者问题关键代码截图

7.2 说明为什么不需要显示的使用wait、notify就可以解决同步问题。这样解决相比较wait、notify有什么优点吗？

7.3 使用Condition解决生产者、消费者问题。

选做：编写一段代码，证明你会使用ForkJoinPool？

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

4.选做：课外阅读

4.1 Questions and Exercises: Concurrency，学习总结。

4.2 Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask

4.3 线程池，这一篇或许就够了

4.4 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors