201521123082 《Java程序设计》第11周学习总结

标签（空格分隔）：java

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。

Answer:

在上周思维导图的基础上，添加了重要备注：

其他知识点记录：

1.多线程的一些重要概念：

(1)实现Runnable的类应该被看作一项任务，而不是一个线程。在Java多线程中我们一定要有一个明确的理解，任务和线程是不同的概念。可以使用线程(Thread)执行任务(比如Runnable)，但任务不是线程。

(2)Java多线程中有两种不同类型的任务，Runnable类型任务（无返回值）与Callable类型任务(有返回值)。

2.线程状态转换图：

3.其他，在下面作业中有体现就不重复了。

2. 书面作业

本次PTA作业题集多线程

1.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）？

Answer:

使用Lock和Condition对象;(例子来自题目4.3)

代码块：

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

Answer:

首先引用一个两者的定义：

1.同步方法：即有synchronized修饰符修饰的方法。例：public synchronized getMoney(){}

2.同步代码块：即有synchronized修饰符修饰的语句块，被该关键词修饰的语句块。例：synchronized(Object o ){}

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。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？

Answer:

实现互斥访问的原理:每个对象都有一个monitor(锁标记)，当线程拥有这个锁标记时才能访问这个资源，没有锁标记便进入锁池。任何一个对象系统都会为其创建一个互斥锁，这个锁是为了分配给线程的，防止打断原子操作。

一个例子就是public static synchronized void addld(){id++;}这个方法。假如现在有多个线程访问这个方法，只能有一个对象获得对象锁，只有当这个线程执行完后这个方法后，其他线程才能继续竞争对象锁，直到所有线程执行完。

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:

1.wait()和notify()来实现线程之间的通信，进而实现线程的协同工作。

2.放到synchronized方法或者代码块中可以避免了因同步访问而造成的共享资源不完整。

2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

Answer:

实验结果截图：

实验的目的实现两个线程交替执行，使用了wait()，notifyAll()来实现线程间的相互协作，实验中我定义了一个布尔值的flag来协调两个任务。还有其他的方面就是细节而已。

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)

Answer:

修改前：

修改后：

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

Answer:

Executor与ExecutorService的常用方法中的invokeAll方法：

4.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:

运行出错如下：

原因：生产者与消费者的存取速度不一致，导致仓库还存有货物。

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

Answer:

4.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

Answer:

先留下个相关网站：Lock锁和Condition条件

运用的注意点：每个lock()的调用都必须紧跟一个try-finally子句，用来保证在所有情况下都可以释放锁。

5.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:

如下的测试代码：开启1000个线程，每个线程对计数器进行10000次累加，最终输出结果应该是10000000。如果没有在addCount()方法中加上了synchronized同步控制，结果如下：

synchronized同步控制:

理解：这个测试代码说明线程安全必须要使用很多synchronized关键字来同步控制才能保证结果的准确性，但是在我测试的时候发现采用了线程安全明显程序运行较慢，这就关系到效率问题

例子引用来自：Java线程安全和非线程安全

一个更详细的简书文章:Java多线程理解：线程安全的集合对象

6.选做：实验总结

6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结

Answer:

源代码及分析：

//实例化CountDownLatch对象 latch 并赋予它初值为n

CountDownLatch latch=new CountDownLatch(n);

//调用Executors的newFixedThreadPool()方法，创建一个固定线程数的线程池。

ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(poolSize);

for (int i =0; i < n; i++) {

	 exec.execute(new MyTask(latch));

}

参考资料:等待多线程完成的CountDownLatch

什么时候使用CountDownLatch

6.2 4-9（集合同步问题）实验总结

Answer:

查询JDK6.0：

因为LinkedList等都不是线程安全的，用synchronizedList来实现线程安全。

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:

学习链接:Callable和Future

7.选做：使用其他方法解决题目4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

Answer:

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？

Answer:

ArrayBlockingQueue中有put()和take()方法。重要的是只允许一个任务插入或者移除元素，实现同步队列的作用。使用起来比wait()和notify()简单和方便。

8.选做：编写一段代码，证明你会使用ForkJoinPool？

文章推荐：Java 并发编程笔记：如何使用 ForkJoinPool 以及原理

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

Answer:

3.2 截图多线程PTA提交列表

Answer:

4.选做：课外阅读

阅读：线程池，这一篇或许就够了

Answer:

重点笔记：

1.为什么用线程池？

（1）创建/销毁线程伴随着系统开销，过于频繁的创建/销毁线程，会很大程度上影响处理效率。

（2）运用线程池能有效的控制线程最大并发数

（3）对线程进行一些简单的管理，例如延时执行、定时循环执行。

2.ThreadPoolExecutor（文章归纳和总结分点很好，可以直接点链接学习）

3.常见四种线程池和使用

其他文章链接：

Java线程

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

Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors