201621123037 《Java程序设计》第11周学习总结

作业11-多线程

标签（空格分隔）： Java

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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）归纳总结异常相关内容。

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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：

作用：

BallRunnable类实现了Runnable接口之后，可以多个程序的线程处理同一资源，其中运用run()方法给线程分配任务。run()方法中通过循环用move()方法来控制小球的移动，用reprint()方法来重画轨迹，Treep.sleep()方法实现休眠。

原因：

Treep.sleep()方法是让线程进行休眠一段时间，因为系统执行这个移动小球和重画的过程非常的快，如果不休眠一段时间，我们运行起来是看不到小球的运动轨迹的。

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：

• 定义move()方法来控制小球的移动
• 定义getShape()方法来获取此小球的位置的形状

BallComponent对象：

• public void add(Ball b)添加一个小球
• public void paintComponent(Graphics g)绘制小球的轨迹

内部的ArrayList：

用来动态存储多个小球的对象

运行过程：

生成了1个BallComponent对象

多线程技术：

是在不同的线程中绘制的。代码运行起来后，点击Start按钮，每点击一次生成一个小球，然后小球按照规定轨迹运行。生成的小球即一个线程，故每个小球都是在自己的线程中进行的绘制。

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？

答：

因为在move()方法中控制小球的移动，其中控制的方法都牵扯到了变量x,y,dx,dy。所以，如果在最开始生成x,y,dx,dy变量时就都随机的话，那么小球的运动轨迹和运动时间都对完全不同，即更改如下图：

运行结果：

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。

Runnable接口好处：

• java不允许多继承，因此实现了Runnable接口的类可以再继承其他类。
• 方便资源共享，如果extends Thread的话，开启多个线程数据不是共享的，例如：

public class xx extends Thread{
    int num = 0;
    public void run(){
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println(++num);
        }
    }
    //运行主函数
    public static void main(String[] args){
        new xx().start(); //没new一次，就会产生一次num
        new xx().start(); //这个new，那么num属于这个的。
    }
}
//下面是implementes Runnable接口
public class xx implementes Runnable{
    xxxx//这里代码如上
     public static void main(String[] args){
         xx x1 = new xx();
         Thread t1 = new Thread(x1);
         t1.start();
         Thread t2 = new Thread(x1);
         t2.start();
         //这里我们可以看到，无论创建几个线程，都是传入的x1
     }
}

6-1，6-3，6-11实验总结:

jmu-Java-07多线程-Thread：

这道题重点在于题目中n值的传入，所以要在类中定义一个有参构造函数，将传入的n值保存下来，其他的按照要求即可

jmu-Java-07多线程-Runnable与匿名类：

这道题重点在于主线程和t1线程的名称：

System.out.println(mainThreadName);

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

其他就补全run()方法就好了

jmu-Java-07多线程-PrintTask：

这道题和6-1没有什么不同啊= =。 可能只有标示信息不一样吧

2.2 使用Lambda表达式改写6-3

答:

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？

答：

Thread类中的stop()方法因为强行终止，不能保证线程的资源正确释放已经被废弃，现在正确的停止方式是设置一个private volatile boolean flag = false;来终止线程，当flag==true时停止。即在run()方法里设置while(!flag)循环来起到终止线程的作用。

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：

分析：

由于在两个run()方法里，分别有调用Counter.addId();和Counter.subtractId();方法，即这两个方法为共享资源，为实现同步访问，只要在共享资源加上synchronized实现加锁即可。

代码：

运行结果：

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

使用Future、Callable:

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：

可以用synchronized的同步代码块来实现互斥访问。

原图：

现在：

4.2 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，很明显，同步方法锁的范围比较大，而同步代码块范围要小点，同步的范围越大，性能就越差，需要加锁进行同步的时候，范围越小越好，这样性能更好。

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？

答：

原理：通过给共享的资源加锁，共享资源只能允许一个线程访问。

为了测试synchronized同步代码块或者同步方法时，线程的状态是怎么变化的，测试代码如下图：

结果：

分析：

在线程1调用A后，会让线程1休眠五秒钟，这时会调用C，因为C用的是synchronized进行加锁，这里锁的对象是str这个字符串对象。而B的不同，B是用当前对象this进行加锁，又因为A直接在方法上加synchronized，显然这两个方法用的通一把锁。

从结果看，线程1在休眠，这时锁还没释放，导致线程2只有在5秒之后才能调用方法B，所以可知两种加锁机制用的是同一个锁对象，即当前对象。

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：

用wait()、notify()notifyAll()方法来协调线程之间运行关系，也可以用条件对象Condition搭配Lock对象使用。

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：

结果不正常，每次蹦的结果不一致，并且可以发现存取后有剩余。

原因：

分析应该是取货时如果无法取出货物，就有消耗了一次取货的机会，并没有等待生产者的供应，那么就导致产生了剩余。

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

截图：

结果：

5.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

截图：

结果：

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。

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

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）。

答：

Menu类：其包含三部分内容，分别是注册，登陆，以及用户借还书的任务

Library类：主要是书籍的加载，还有主要的peekBook方法

Userserve类：这个类主要用来保存用户信息，这样每次注册账户时以便检索排查

User类：这个类主要是实现用户的借还功能，并用ArrayList来存储借阅信息

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。

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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	1167	1167	26	26
6	1830	663	32	6
7	2282	452	45	13
8	2446	164	48	3
9	2774	328	56	8
10	3313	539	65	9
11	3726	413	75	10
12	4840	1114	93	18

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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

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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