201521123017 《Java程序设计》第11周学习总结

1. 本周学习总结

2. 书面作业

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）？

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

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？

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？

1.1 可以使用Lock对象和Condition对象实现互斥同步访问

       public synchronized void deposit(int money){
		lock.lock();
		try{
			this.balance=this.getBalance()+money;//存钱
		}finally{
			lock.unlock();//可以保证发生异常 锁可以得到释放 避免死锁的发生
		}
	}
	public void withdraw(int money){
		lock.lock();
		try{
			try{
				while(this.getBalance()<=0)
				condition.await();
				condition.signal();
			}catch(Exception e){
				System.out.println(e);
			}
			this.balance=this.getBalance()-money;
				if(balance<0)
			        throw new IllegalStateException(balance+"");
		}finally{
			lock.unlock();//可以保证发生异常 锁可以得到释放 避免死锁的发生
		}
	}

1.2 主要是格式上的不同，同步代码块主要是在方法中使用synchronized关键字实现互斥public void 方法名{ synchronized(类对象名T) {//同步代码块} }；同步方法是在定义方法时，加在void前，public synchronized void 方法名{//同步代码块}

1.3 原理是在对象持有对象锁才可以进行线程，其余线程无对象锁而待在Lock Pool中，等待该线程结束后，其他线程竞争对象锁后再运行线程，一个线程正在操作某资源的时候，将不允许其他线程操作该资源，即一次只允许一个线程处理该资源，例public static synchronized void addId() {id++;}，若有多个线程执行该方法，此时这多个线程竞争获得对象锁，每次竞争只有一个对象获得对象锁，假设线程t获得对象锁，此时t线程执行id++，而其他线程在Lock Pool中等待直到t线程结束，再竞争对象锁，直到所有线程运行完毕；状态：多个线程运行->多个线程竞争对象锁->一个线程获得对象锁运行，其余等待->一个线程结束，其余线程竞争对象锁->直到所有线程运行结束

1.4 wait()和notify()/nofityAll()来实现线程之间的通信；存在多个线程同时运行时，没有互斥，将会使线程运行混乱，例如存钱与取钱，可能有多个人要进行，若是synchronized关键字，存钱时与取钱时，可能会造成A存钱时，B存钱也同时进行，而C取钱，余额在A，B，C的操作下同时进行，数值将会错误

Q2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

• 实验总结：先是建立Repo类，存储字符串items.split(" ");；Worker1和Worker2类继承Runnable接口，若是要两个线程交替运行，需要使用wait()和notify()函数，需要在run函数加入synchronized关键字，run函数中循环while()，循环条件是this.repo.getSize()！=0，输出字符串数组，并将null该字符串数组，达到将任务删除，通过判断数组下标的奇偶数来决定接下来需要运行的线程，若是偶数，则运行Worker1，Worker2则wait()；若是奇数则运行Worker2，Worker1则wait()；以此来交替线程运行；题目的难点在于怎么样设计这个两个线程的交替实现，由于线程争用cpu的随机性，就需要Worker1和Worker2线程执行，在Worker1执行完一次进入等待之前唤醒Worker2，如此往复，主要要用上wait()和notify()了。

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)

3.1 关键代码截图

3.2 关键代码截图

• 上网搜索invokeAll方法，在代码中，两次for循环的次数要相等，若是不等，则会导致最后结果是相差次数的输出次数，例第一个循环4次，第二个2次，输出是20000，若总线程数是奇数，还是用其它的执行器

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？

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

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

4.1 运行多次代码，发现并不是每次的运行结果是仓库还剩0个货物，结果不正常，在public synchronized void add(String t)和public synchronized void remove()的方法体中应该有wait()和notify()函数来实现线程之间的合作，否则多个线程只是不互斥，却没有合作，导致结果出错

4.2 关键代码截图

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)

• 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，也就是线程同步
  
  例如

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

多个线程同时运行以上代码，synchronized关键字使得线程同步，多个线程运行结果和单个线程运行结果一致，都为0,

3. 码云上代码提交记录及PTA实验总结

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