201521123069 《Java程序设计》 第11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.线程间的互斥访问（线程竞争）：一些同时运行的线程需要访问共享数据，互斥访问是保证共享资源完整性的手段。实现方式：（1）可以在方法前加上synchronized声明（2）可以在方法中使用synchronized代码块（通过对象锁实现互斥访问）。
2.线程间的同步访问（线程合作）：用wait()和notify()/notifyAll()方法来协调线程间的运行进度关系.wait()方法:执行该方法的线程释放对象的锁，进入wait队列。notify()/notifyAll()方法：唤醒正在等待队列中等待的（一个/所有）线程，并将它（们）移入等待同一个“对象互斥锁”的队列。
注意：notify()/notifyAll()方法和wait()方法都只能在被声明为synchronized的方法或代码段中调用。

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）？

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

class Account {

	private Lock poolLock = new ReentrantLock();
	private int balance;

	public Account(int balance) {
		super();
		this.balance = balance;
	}

	public int getBalance() {
		return balance;
	}

	public void deposit(int money) {
		poolLock.lock();
		balance += money;
		poolLock.unlock();

	}

	public void withdraw(int money) {
		poolLock.unlock();
		try {
			while (balance < money) {
				try {
					wait();
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}

			}
			balance -= money;

			if (balance < 0) {
				throw new IllegalStateException(balance + "");
			}
		} finally {
			poolLock.unlock();
		}

	}
}

使用同步代码块

public  void deposit(int money){
        synchronized (Account.class) {
		balance+=money;
	}

	}
	public void withdraw(int money){
		 synchronized (Account.class) {
		balance-=money;
	}

	}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

答：同步方法锁定了整个方法，而同步代码块只锁定方法中的会发生竞争状况的区块，这样子在执行被锁定的区块后，线程就释放锁定，其他的线程就可以去竞争对象锁定，相比于同步方法，同步代码块的效率会更高。

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？

原理：每个对象都只有一把锁，在任何时刻，最多只允许一个线程拥有这把锁。当一个线程试图执行某个代码块时，如果这把锁没有被其他线程占用，那么该线程就会获得这把锁，如果这把锁已经被其他线程占用，那么该线程就会进入阻塞状态，等待其他线程释放了锁，该线程有机会去竞争该锁。

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：synchronized关键字。将同步访问放到synchronized方法或者代码块中，那么多个线程同时访问同一个共享资源时，可以保证共享资源的一致性。

Q2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

答：Repo类中完成任务的方法前要加synchronized，在实现两个线程交替执行时会用到wait()及notify()方法。

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)

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？

答：不正常。运行结果中有出现仓库还剩余10个货物的情况。因为生产者消费者不同步，当生产者比消费者快时，消费者来不及取货物，当消费者比生产者快时，消费者可能取不到货物。

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。

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)

百度百科的解释：线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。

class Counter {
	private static int id = 0;

	public synchronized static void addId() {
		id++;
	}
}

答：我们在addId()方法前加上synchronized关键字，保证了在任意一个时刻，只有一个线程访问该方法。这就是一个线程安全问题。线程安全就是确保一个对象可以同时被多个线程安全地访问，它的实现其实还是用到了对象锁。

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