201621123034 《Java程序设计》第11周学习总结

作业11-多线程

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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。

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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？

答：BallRunnable类实现了Runnable接口，创建了线程类，而Runnable中的run中则写出了运行方法。run中通过for循环不断调用move和repaint来画出小球的移动轨迹，并且使用了Thread.sleep来让线程进行一段时间的休眠。

Thread.sleep进行休眠能够延缓线程完成的时间，可以让我们看到小球的移动轨迹，若是没有Thread.sleep，那么该线程就会快速完成，无法看到小球的移动轨迹。

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？

答：
两件事：1.定义move函数实现小球的移动 2.定义getShape方法来得到小球的大小和坐标

BallComponent对象是用来添加一个小球和画出一个小球。

其内部的ArrayList是用来存放添加的小球。

程序运行过程中，生成了1个BallComponent对象.

该程序使用了多线程技术，每次通过一次start，addBall就会启动一个新的线程，所以每个小球都是分别在不同的线程中进行绘制的。

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。
答：
a）

好处：
实现Runnable接口是将线程代码存在接口的子类的run方法，而继承Thread类则是将线程代码存放Thread子类run方法中，java只能单继承，因此如果是采用继承Thread的方法，那么在以后进行代码重构的时候可能会遇到问题。使用Runnable接口相对于继承Thread类来说,它适合多个相同代码的线程去处理同一个资源的情况 ，而且可以避免由于java的单继承特性带来的局限 ，同时增强了程序的健壮性，使得代码能够被多个线程共享

b）

6-1实验总结： 要将n值给MyThread类，定义一个private int n;，然后用this.n = n;将键盘输入的n值复制给它，再利用for循环将 0->n-1 输出；在此处要注意把System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+isAlive());放在for循环语句外面。

6-3实验总结： 使用实现Runnable的匿名内部类来创建任务，在run方法中输出主线程名、线程t1的线程名以及线程t1所实现的所有接口。

6-11实验总结：本题和6-1过程一样的，就是输出的类名以及标识信息不同而已。

2.2 使用Lambda表达式改写6-3

答：

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？

答：让线程跑完应有流程，利用private volatile boolean flag = false;标志来停止。

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)

答：

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）？

答：

可通过synchronized的同步代码来实现互斥同步访问

4.2 同步代码块与同步方法有何区别？

答：同步代码块是在方法内部使用synchronized来实现加锁，，而同步方法则是直接在方法名前加synchronized关键字来进行修饰，被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步，由此可见同步方法的作用范围要比同步代码块来的大，但范围越大，性能越小，所以同步方法的性能不如同步代码块。

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？

答：原理：程序被加锁，当它被线程访问时，锁被打开，此时其他线程无法访问该程序，知道线程访问结束后将锁归还才可以被下一个线程访问。

代码：

使用synchronized同步代码块:

不使用synchronized同步代码块:

结果分析：

使用synchronized同步代码块线程开启后，每次运行的线程顺序不一定相同，但是最后的结果都是id=0，意味着当一个线程占用对象资源时，其他线程都处于等待状态，所以加减完后的结果都是一样的。

而不使用synchronized同步代码块开启线程后，线程可能会同时运行，这是可能有的线程在对id++，有的在对id--，它们同时取了id的值，之后返回给id时可能是其中的某一个，这就导致了id的最后结果可能是不同的。

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？

答：synchronized 关键字 、 notify()和notifyAll()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？

答：不正常。运行结果不正常。

因为正常的话仓库最后是无货的，但是该运行结果确实有剩余。这是因为Producer和customer的存取速度不一样，从而导致仓库的货物结果出现异常。

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

答：

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

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。

答：

学生	负责任务
秦玉	Library类、Menu类、User类和Uerserve类
黄秋菊	Book类、Main类、测试数据

6.2 运行视频

答：

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）。

答：
Book类：用于Library类对书籍处理时的调用类

Main类：显示登录界面，对界面展示的操作相对应内容的类进行调用

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。

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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

需要有两张图（1. 排名图。2.PTA提交列表图）

3.3 统计本周完成的代码量

需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。

周次	总代码量	新增代码量	总文件数	新增文件数
2	141	141	6	6
3	445	380	10	3
5	871	426	16	6
6	1496	623	26	10
7	2570	1076	40	14
8	2674	104	46	6
9	2997	323	53	7
10	3313	316	58	5
11	3724	411	68	10
12	4249	525	78	10