201521123113《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

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）？

• 还可以使用Lock对象和Condition对象，这两个对象要搭配使用。

import java.util.concurrent.locks.*;
class Account {
    private int balance;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();
    public void deposit(int money) {
        lock.lock();
        try {
            balance = balance + money;
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void withdraw(int money) {
        lock.lock();
        try {
            while (balance <= 0) {
                try {
                    condition.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            balance = balance - money;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

• 使用同步代码块能精确地让某段代码实现同步访问，可以人为控制同步访问的位置，而同步方法只能对整个方法进行同步访问。

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？

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

• 每个对象都有一把锁，某个任务获得Counter对象的锁后，才能执行id++，此时别的任务就无法获得该对象的锁，就无法实现其内部的代码，只能等到前一个任务完成后下一个任务获得该对象的锁后才能访问，从而实现互斥访问。

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？

• 使用wiat()、notify()/notifyAll()来实现同步访问，在Condition对象中则使用的是await()和signal()。
• 当一个线程访问共享资源时不会被另一个线程打扰，可以避免有多个线程同时访问共享资源带来的冲突。

Q2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

关键代码

public synchronized void work1(){
	while(getSize()>0){
	if(flag){
		try{
		    wait();
		}catch(Exception e){}
	}
	else {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" finish "+str[i]);
		i++;
		flag = true;
		notify();
	}
}

• 对于getSize()方法，return的值要对应地减少。
• Work1、Work2里的方法要用synchronized修饰，以确保交替访问。
• 设一个boolean值的while条件来决定什么时候是Work1访问什么时候时候Work2访问，两个Work的while里的条件要相反，再配合上相应的wait()和notify(),才能实现两个任务交替访问。

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)

运行结果为：

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

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，每次运行的结果都不一样，会出现剩余10个货物。因为add和remove之间只是互斥，没有同步，从而导致结果出错。

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

运行结果为：

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

运行结果为：

• 在使用Lock与Condition对象时，要注意synchronized关键字修饰的方法不能用于Lock与Condition对象。

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)

• 线程安全就是当多个线程访问同一段代码，不会产生不确定的结果，要求单个线程和多个线程一起运行时产生的结果要一致。这就要用到线程的互斥了。如以下代码：

public  synchronized void deposit(int money){
	balance = balance + money;
}

• deposit方法用synchronized 修饰，当有一个线程获得其对象锁时，后面的线程只能前一个线程完成操作后才能获得对象锁进而使用代码，这就可以避免线多程执行结果不确定的问题。

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

3.2 截图多线程PTA提交列表