201521123052 《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。

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）？

Lock或synchronized

class Account {
    private int balance;
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public Account(int balance){
        this.balance=balance;
    }
    public int getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(int balance) {
        this.balance = balance;
    }
    public  void deposit(int money){
        try{
            lock.lock();
            setBalance(getBalance()+money);
        }catch(Exception e){

        }finally{
            lock.unlock();
        }

    }
    public  void withdraw(int money){

        try{
            lock.lock();
            setBalance(getBalance()-money);
        }catch(Exception e){

        }finally{
            lock.unlock();
        }

    }

}

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

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

同步方法直接在方法上使用synchronized修饰，实现加锁；而同步代码块则在方法内部使用synchronized代码块，实现加锁；在所加的锁的作用范围来说，同步方法的范围比较大，而同步代码块的范围会更小一些；对比两个的性能来说，同步代码块的性能更好些。因为一般同步的范围越大，性能就越差，而同步方法的范围比同步代码块的范围要大。

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？

class Counter {
    private static int id = 0;
    public synchronized static void addId() {
        id++;
    }
    public static int getId() {
        return id;
    }

原理：在程序中，每个对象都有一把锁，只有获得了对象锁，才能执行相应的synchronized代码块或者方法。

如何变化：(1)以TestUnSynchronizedThread.java中的代码为例，当没有实现同步访问时，假设id的初值为0, a,b两个线程同时执行了addId(){id++}，a线程读取i的值为0，并将0++得到1，这时b读取id的值还为0，并将0++得到1,然后a,b依次把他们的值写回id，那么id最终值为1而不是2，id的值被覆盖。 (2)当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时,即给id上了一把锁，a线程执行，得到id值为1，a线程执行后，b线程执行，得到id值为2，最终写回的id值为2。

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？

使用wait()和notify()\notifyAll()关键字； 因为要防止多个线程访问同一资源所引起的冲突。

2.交替执行

实验总结

任务的相关代码是写在Repo类里面，Worker类再调用，由于是交替执行，因此要用到synchronized、wait（）、notify（）保证线程安全，使用flag来标记需要哪个线程来工作，当flag==true时由线程1执行，输出结果并将flag赋值为false和使用notify()唤醒其他线程。当flag==false时，同理。

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)

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

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？

不正常，每次剩余个数从0到10；因为producer和consumer的存取速度不一致，所以会导致生产和消费不一致，没有实现线程之间通信的关键字，线程之间没有合作就会产生错乱。

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。

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)

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，但是实际上代码每次的运行结果和在单线程时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。

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

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