201521123059 《Java程序设计》第十一周学习总结

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。

1、实现线程有两种方法：实现Ruannable接口和继承Thread类；
2、使用线程的start()方法启动线程。当新线程被启动后，Java运行系统调用该线程的run()方法，它是Thread的核心。
3、线程的几种基本状态：new, runnable, running, dead, blocked
4、两个或多个线程竞争临界资源时，需要用互斥(synchronized)的方法协调资源。
5、多个线程交替执行合作共同完成某项任务(如生产者消费者问题)时，需要使用到互斥与同步技术(synchronized、wait、notify/notifyAll)
 （1）、wait()方法的作用是让当前线程释放其所持有的“对象互斥锁”，进入wait队列（等待队列）
 （2）、notify()/notifyAll()方法的作用是唤醒(任意一个/所有)正在等待队列中等待的线程，并将它（们）移入等待同一个“对象互斥锁”的队列。
6、Java的并发类库中有显式的互斥机制，即Lock。Lock对象要被显式创建、锁定和释放。
7、Condition对象让同步机制更容易实现，还可以精细化控制同步。比如可以让生产者、消费者有不同的等待集合。

2. 书面作业

本次PTA作业题集多线程

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）？

答：可以使用Lock对象和Condition对象实现互斥同步访问，比如下面代码：

public void deposit(int money) {//存钱
        lock.lock();//加锁
        try {
            this.balance = this.balance+money;//在原来的基础上加上money
            condition.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

public void withdraw(int money) {
      lock.lock();
      try{
        while (balance < money) {
            try{
                 condition.await();
                 condition.signal();
               }catch(InterruptedException e){
                   e.printStackTrace();
               }
               }
            this.blance=this.blance-money;
          }finally{//使用finally块来保证释放锁
             lock.unlock();
         }
       }

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

区别：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，所以可以看出来同步方法锁的范围比较大，而同步代码块范围要小点，一般同步的范围越大，性能就越差，一般需要加锁进行同步的时候，肯定是范围越小越好，这样性能更好。

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？

答：互斥访问的原理：资源配给任务使用时，在其上加锁。如果想访问某项资源的任务必须锁定这种资源，使其他任务无法访问它直至这个资源被解锁，即没有对象锁的对象只能进入Lock pool等待线程结束，然后再和其他对象竞争锁，有锁才能执行，并且一次只允许一个线程使用该资源，直到所有线程结束。

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？

答：　Object的wait()、notify()可以用来实现线程之间的协作，另外还有await()等。
      同步访问一般都要放到synchronized方法是为了防止多个线程访问同一资源所引起的冲突。

Q2:交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

总结：先定义一个Repo类代表任务仓库，用str储存 items.split(" ")得的字符串，用两个Boolean变量static boolean flag1 = true ， static boolean flag2 = true控制两个线程任务的执行。在定义两个Worker1与Worker2类代表两个交替完成任务的类，并且继承Runnable接口，用synchronized来修饰所有方法，当Worker1任务执行完后flag1置为false,flag2置为true，同样的当Worker2任务执行完后也改变Boolean变量，直到两个任务都不能执行。

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)

答：使用invokeAll方法，执行器中的循环的n表示执行线程的次数。两个循环次数要一致，否者输出答案会出错。

参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask

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？

看下图执行结果：

答：不正常，列如上图两次执行的结果，第一次为3，第二次为0。因为生产者与消费者的存取速度不一致，所以有可能有屯货或者可能货不够用。

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

关键代码截图：

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

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)

答：如果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。列如：
public  synchronized void produce(){//加synchronized同步
		setCount(getCount()+1);
	}
public  synchronized void consume(){  //加synchronized同步
		setCount(getCount()-1);
	}

这个程序在没有加synchronized时每次输出结果都不一致的，加了synchronized后输出结果都为0，所以说这个线程是安全的。

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

4.选做：课外阅读

4.1 Questions and Exercises: Concurrency，学习总结。

4.2 Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask

4.3 线程池，这一篇或许就够了

4.4 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors