201521123017 《Java程序设计》第11周学习总结

1. 本周学习总结

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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()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

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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

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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)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

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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

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3.2 截图多线程PTA提交列表

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