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)?

使用Lock对象同步锁

class X {

      // 显式定义Lock同步锁对象,
private final Lock lock = new ReentrantLock(); public void m(){
// 加锁
lock.lock(); //... 需要进行线程安全同步的代码 // 释放Lock锁
lock.unlock();
} }

1.2 同步代码块与同步方法有何区别?

答:同步方法直接在方法上加synchronized实现加锁,同步代码块则在方法内部加锁。同步方法是默认的获取该对象的锁,因此,同一个对象的两个同步方法也不可以同时获取到锁。 而同步块可以在synchronized关键字后跟着对象,意为利用该对象的锁来同步该块,所以可以在一个类内通过一个成员类变量来实现方法的不同锁操作。

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?

原理:当资源被一个任务占用时,在资源上加锁,使其它任务无法对其进行访问,这些任务进入Lock Pool等待,直到资源解锁后,下一个任务方可对该资源加锁和使用。

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;
}
}

状态变化:一段synchronized的代码被一个线程执行之前,他要先拿到执行这段代码的权限,在Java里边就是拿到某个同步对象的锁;若此时同步对象的锁被其他线程拿走了,这个线程就只能线程阻塞在锁池等待队列中。 取到锁后,他就开始执行同步代码;线程执行完同步代码后马上就把锁还给同步对象,其他在锁池中等待的某个线程就可以拿到锁执行同步代码了。

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?

在Java中可以用wait () 和notify()/notifyAll()方法来协调线程间的运行进度(读取)关系。

同步访问一般都要放到synchronized方法或者代码块中防止当有多条线程同时访问共享数据时,如果不进行同步,就会发生错误;

交替执行

实验总结(不管有没有做出来)

交替执行需要用到wait()和notify(),当一个线程执行一次任务时,就要做个标记,如果接下来再执行这个线程的时候就需要wait(),那么另一个线程就有机会执行任务。

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)

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:不正常,除了0以外还出现过剩余10个货物的情况。add和remove方法都用到了synchronized,但在处理过程中并未用到wait()和notify()进行处理。所以只能保证线程间不互斥,但这两个线程同时工作的时候不能保证运行结果。

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。

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)

答:线程安全是要防止某个方法或者代码块同时被多个线程访问。如果这个资源不加任何防范措施地被多个线程同时访问,可能会因为每个线程的运行速率导致最后的结果不同。一般要对这个资源进行互斥和同步访问操作,保证每次只能有一个线程在访问。这样用多线程处理某个问题的时候能保证最后结果的稳定性。
当各线程不共享数据的时候,那么一定是线程安全的。但是在多数情况下需要共享数据,这时就需要进行适当的同步控制了,线程安全一般都涉及到synchronized。

选做:实验总结

6.1 4-8(CountDownLatch)实验总结

  • CountDownLatch是一个同步工具类,它允许一个或多个线程一直等待,直到其他线程的操作执行完后再执行

6.2 4-9(集合同步问题)实验总结

  • Collections.synchronizedList可以处理多个线程访问一个ArrayList时,对ArrayList进行修改而需要考虑的线程安全问题。

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

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