201621123043 《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

1. 源代码阅读：多线程程序BounceThread

1.1 BallRunnable类有什么用？为什么代码中需要调用Thread.sleep进行休眠？

用移动函数move和重画函数repaint来画小球移动轨迹，用Treep.sleep()来使线程休眠，使小球移动比较缓慢，便于我们观察

1.2 Ball.java只做了两件事，这两件事分别是什么？BallComponent对象是干什么的？其内部的ArrayList有什么用？程序运行过程中，生成了几个BallComponent对象？该程序使用了多线程技术，每个小球是分别在不同的线程中进行绘制吗？

move方法：实现小球的移动方法

getShape方法: 获取小球的坐标

1.3 选做：程序改写：程序运行时，每个小球都是从固定位置出发。如何改写该程序，使得当点击start时，每个小球可以从不同位置出发、以不同的步进移动？

1.4 选做：不同小球的移动轨迹一模一样。改造程序，使得每个小球运行轨迹不完全一样，比如有的可以走余弦轨迹、有的可以走方波轨迹、有的走布朗运动、有的走五角星，等等。

2. 实验总结：题集(多线程)

2.1 题目：Thread、PrintTask、Runnable与匿名内部类。

并回答：a)通过定义Runnable接口的实现类来实现多线程程序比通过继承自Thread类实现多线程程序有何好处？b) 6-1，6-3，6-11实验总结。

定义Runnable接口的实现类的好处：可以实现多个线程同时执行一个人任务，达到资源共享的目的，一个类可以继承多个接口，但是只能继承一个父类，避免了继承的局限性。

6-1、Thread总结

本题要求编写MyThread类继承自Thread，在MyThread类中的run方法用for循环输出i，最后用System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+isAlive());打印标识信息

6-3、Runnable与匿名类总结

本题用匿名内部类来实现Runnable接口的run方法来完成程序

6-11、多线程-PrintTask总结

这一道题和6-1基本差不多吧

2.2 使用Lambda表达式改写6-3

 Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(mainThreadName);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName());

            System.out.println(Arrays.toString(Thread.class.getInterfaces()));
        });

2.3 题目：6-2（Runnable与停止线程）。回答：需要怎样才能正确地停止一个运行中的线程？

虽然Thread类中有一个stop方法来终止线程，但是却会将执行到一半的程序强行终止，不能导致资源正确释放，所以基本没什么用了，我们停止Thread的时候一般定义一个Boolean变量，用在循环语句中来终止线程

2.4 选做：6-8（CountDownLatch）实验总结

2.5 选做：6-9（集合同步问题）实验总结

2.6 选做：较难：6-10（Callable），并回答为什么有Runnable了还需要Callable？实验总结。

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)

只要在Counter类的对addId方法和substractId方法前加上synchronized关键字就可以了，它可以通过给共享资源上一道锁来使在同一个时间内只允许一个线程访问共享资源，以此来实现同步机制。

3.2 选做：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. 互斥访问与同步访问

完成题集6-4(互斥访问)与6-5(同步访问)

4.1 除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问，还有什么办法可以使用synchronized实现互斥同步访问，使用代码说明（请出现相关代码及学号）？

也可以使用synchronized代码块

4.2 同步代码块与同步方法有何区别？

因为同步代码块是加在方法内部的，因此作用范围相对同步方法较小，但性能却比较好。

4.3 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？

互斥访问是一种保证共享资源完整性的手段

互斥：互相排斥。对共享资源的访问不能同时进行。

具体作法：在对共享资源访问的方法或代码块之前加上synchronized关键字，这样的代码被称为同步方法/代码块

每个对象都有一把锁

下方代码段可以获得this这个对象上的内部锁

class MyCounter{
   private int i = 0;
   public void increment(){
      //i++;
      synchronized (this) {
      i++;
      }
   }
    ………
}

线程如未获得对象锁，之后的代码就无法执行，线程进入Lock Pool

从而通过对象锁实现了互斥访问

4.4 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？

• synchronized 关键字
• wait/notify方法

• volatile关键字

  5. 线程间的合作：生产者消费者问题

5.1 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？

运行结果不正常，最后还有出现货物有剩余的情况，因为Producer和customer的存取速度不一样，两者不能很好的交互，导致结果异常。

5.2 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：

5.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

6. 面向对象设计作业-图书馆管理系统

还在努力完成中

6.1 系统的功能模块表格，表格中体现出每个模块的负责人。

6.2 运行视频

6.3 讲解自己负责的模块，并粘贴自己负责模块的关键代码（出现学号及姓名）。

7. 选做：使用其他方法解决题目5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。

8. 选做：编写一段代码，证明你会使用ForkJoinPool.

9. 选做：单元测试JUint4

实验任务书中的题目6：单元测试使用JUnit4。

使用JUnit4对两个排序算法的排序时间进行比较，并截图。

3.码云及PTA

题目集：多线程

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

必须出现几个要素：提交日期-用户名(姓名与学号)-不提交说明

3.2 截图"多线程"PTA提交列表

3.3 统计本周完成的代码量

周次	总代码量	新增代码量	总文件数	新增文件数
1	0	0	0	0
2	0	0	0	0
3	0	0	0	0
4	0	0	0	0
5	488	488	23	23
6	488	0	23	0
7	1292	804	42	19
8	1630	338	45	3
9	1798	168	53	8
10	2521	723	65	12
11	2797	276	72	7
12	2797	0	72	0
13	3152	355	79	7

需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。

4. 选做：课外阅读

4.1 Java Concurrent Animated

4.2 线程的高级知识笔记

4.3 Questions and Exercises: Concurrency，学习总结。

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

4.5 线程池，这一篇或许就够了

4.6 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors

5. 选做:学会使用Eclipse进行调试

观看相关调试视频

5.1 简述使用Eclipse进行调试需要几步？调试时F5, F6, F7快键键各有什么不同？什么情况该使用哪个快捷键？

5.2 实验任务书中的题目5：使用Eclipse进行调试中的5.1，如何使用Eclipse的调试功能发现当读取“蓝山兰”这行不会出错的原因？

5.3 任务书5.2，截图证明你会使用条件断点。

5.4 选做：调试MessageBoard.zip中的系统直至可以正常运行。说明你是怎么找到该系统中的错误？使用到了什么调试技巧？

参考资料:Eclipse 的一些调试技巧