201521123036 《Java程序设计》第11周学习总结

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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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）？

也可以使用synchronized代码块，将属性balance上锁，生成对象锁，实现互斥同步访问。

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

answer:同步代码块只是对某些对象上锁，未获得对象锁就无法访问。而同步方法是对某个方法上锁，需要等待同步方法执行完毕返回结果。

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？

answer:对同一资源进行存取时会出现互斥的现象。所以要对线程进行调度，对方法或对象上锁，调用时需要获得对象锁，如果没有对象锁就要等待同步锁被释放才能获取对象锁。当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时，线程先是获取CPU处于Running状态，获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用就会进入Lock Pool中等同步锁释放再次进入Runnable。如果在进入块中执行了wait(),就会进入Wait Pool等待被notify/notifyAll唤醒，进入Lock Pool中。

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？

answer:Java多线程中使用了wait () 和notify()/notifyAll()等关键字实现线程之间的通信。wait()可以使线程进入等待状态，再被其他线程notify()/notifyAll()唤醒，进而实现线程的协同工作。有了synchronized上锁后，其他线程才会等待同步锁释放并竞争获取锁，执行wait()会使线程放弃对象锁并堵塞，等到其他线程notify()唤醒时再重新进入等待同步锁释放并竞争同步锁的状态。

交替执行

4-6 实验总结（不管有没有做出来）

answer:Repo中存储不同的任务使用的是ArrayList，任务执行完直接用list.remove(0)移除此任务。两个线程交替执行时是对Worker1上锁，然后用wait()与notify中对线程进行调度。最开始是使用Synchronized对两个run方法上同步锁，再进行调度，出现了线程比较混乱的状况，每次的执行结果都不同。最后当list为空的时候，要终止线程。

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)

运行结果：

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？

answer:结果不正常。会出现“仓库已满!无法添加货物。”，“仓库无货！无法从仓库取货”的错误提示。因为出项了互斥访问，无法同步对同一数据进行存取，线程混乱，结果就出现了这些问题。

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)

answer:在多线程的情况下，可能会发生互斥，无法同步的问题。此时线程就会出现异常，或执行顺序混乱。比如消费者与生产者同时存取同一数据时就会产生互斥访问。线程安全是采用锁的形式对线程的执行顺序进行调度。可以使用synchronized, wait, notify或Lock或线程池来有序执行线程。比如可以在消费者与生产者互斥时，对add和remove方法上锁，使用wait, notify来调整获得对象锁的线程。

选做：实验总结

6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结

answer:此题需要使用的是执行器中的固定线程数线程池，即Executors.newFixedThreadPool(poolSize);poolSize为固定的线程数。CountDownLatch允许线程一直等待，直到其他线程的操作执行完后再执行。任务类要实现Runnable接口。

6.2 4-9（集合同步问题）实验总结

answer:使用Collections.synchronizedList解决集合的同步问题，确保线程安全

6.3 较难：4-10（Callable），并回答为什么有Runnable了还需要Callable？实验总结。

answer:4-10主要根据题目要求写，实现Callable接口的类里面要有call()方法，任务执行时会调用call()方法，并可将返回值提交到Future型的列表中，之后再依次读取。使用Callable可以得到返回值，便对计算结果进行验证。

###7.1 使用`BlockingQueu`e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？
##选做：使用其他方法解决题目4的生产者消费者问题。
###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？

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码云上代码提交记录

题目集：多线程(4-4到4-10)

3.1 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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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 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors