201621123001 《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。

• 一个进程可以同时运行多个不同线程，不同的线程执行不同的任务
• Java线程是通过java.lang包中定义的Thread类实现的
• 创建线程推荐使用实现Runnable接口，实现run（）方法
• 实现线程有两种方法，实现Runnable接口，继承Thread类
• 线程常用的方法有run，start，sleep，join，yield等
• 让正在运行中的线程放弃所占用CPU可调用sleep或yield方法
• 守护线程（Daemon Thread）为其他线程提供服务的线程
• 互斥访问是一种保证共享资源完整性的手段
• 互斥访问的关键字：synchronized、wait、notify／notifyAll

2. 书面作业

本次PTA作业题集多线程

1. 源代码阅读：多线程程序BounceThread

1.1 BallRunnable类有什么用？为什么代码中需要调用Thread.sleep进行休眠？

Answer：

• BallRunnable实现的是Runnable接口，支持多线程。
• 调用Thread.sleep是为了让该线程睡眠一段时间。给其他线程一点机会。

1.2 Ball.java只做了两件事，这两件事分别是什么？BallComponent对象是干什么的？其内部的ArrayList有什么用？程序运行过程中，生成了几个BallComponent对象？该程序使用了多线程技术，每个小球是分别在不同的线程中进行绘制吗？

Answer：

• Ball.java实现了小球的移动以及得到小球的x,y坐标。

• Ballcomponent对象添加新的小球，并且画出小球。其内部的Array List就是用来存储出现的小球。

• 程序运行过程中就生成了一个BallComponent对象，我觉得。

• 是的，因为每点击start一次,就产生了一个新线程。

1.3 选做：程序改写：程序运行时，每个小球都是从固定位置出发。如何改写该程序，使得当点击start时，每个小球可以从不同位置出发、以不同的步进移动？

1.4 选做：不同小球的移动轨迹一模一样。改造程序，使得每个小球运行轨迹不完全一样，比如有的可以走余弦轨迹、有的可以走方波轨迹、有的走布朗运动、有的走五角星，等等。

• 我的小球是无规则运动- -
  
  

2. 实验总结：题集(多线程)

2.1 题目：Thread、PrintTask、Runnable与匿名内部类。

并回答：a)通过定义Runnable接口的实现类来实现多线程程序比通过继承自Thread类实现多线程程序有何好处？b) 6-1，6-3，6-11实验总结。

Answer:

• a)通过定义Runnable接口实现类来实现多线程程序避免了通过继承Thread类实现多线程的局限性。一个类只能继承一个父类，可是可以实现多个接口。

• b)实验总结

  6-1 Thread 这道题主要就是编写一个MyThread类继承自Thread，就是定义一个n，输出从1到n-1的整数，没什么难度。

  6-3 Runnable与匿名内部类 这道题也是按照题目的要求一步一步来。

  6-11 PrintTask 这道题其实主要就是学到了一个volatile来修饰n。

2.2 使用Lambda表达式改写6-3

Answer：

• 改写：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        final String mainThreadName = Thread.currentThread().getName();
        Thread t1 = new Thread();
        Runnable runnable = ()->{
            System.out.println(mainThreadName);
            System.out.println(t1.getClass().getInterfaces());
            System.out.println(Arrays.toString(t1.getClass().getInterfaces()));
        };
        new Thread(runnable).start();

    }
}

2.3 题目：6-2（Runnable与停止线程）。回答：需要怎样才能正确地停止一个运行中的线程？

Answer：在本题中，要求编写public void stopMe();方法来终止线程。具体是通过定义一个标志flag，使线程能够正常退出。虽然有Thread.stop方法可以直接停止线程，但这个是已经被废弃的方法因为不安全。

2.4 选做：6-8（CountDownLatch）实验总结

实验总结: 这道题主要就是要求了n个任务只能使用m个线程完成，所以使用：

ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(poolSize);

2.5 选做：6-9（集合同步问题）实验总结

实验总结： 因为ArrayList，LinkedList等线程不安全，所以可以使用synchronized关键字进行同步控制。

2.6 选做：较难：6-10（Callable），并回答为什么有Runnable了还需要Callable？实验总结。

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)

截图：

3.2 选做：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)

4. 互斥访问与同步访问

完成题集6-4(互斥访问)与6-5(同步访问)

4.1 除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问，还有什么办法可以使用synchronized实现互斥同步访问，使用代码说明（请出现相关代码及学号）？

Answer：

• 有synchronized关键字修饰的语句块

    class Student {
        private String name ="201621123001 张艺琳";
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void print(String name) {
            synchronized (this) {
                System.out.println(name);
            }
        }
    }

• 使用重入锁(一定要注意及时释放锁)

    class Student {
        private String name ="201621123001 张艺琳";
        private Lock lock = new ReentrantLock();
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void print (String name){
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(name);
            }catch (Exception e){

            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }

    }

4.2 同步代码块与同步方法有何区别？

Answer：同步方法加锁在整个方法上，同步代码块则加锁在方法的内部。所以可以说锁的范围不一样大。

4.3 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：互斥就是互相排斥，实现互斥访问就是在对共享资源访问的方法或代码块前使用synchronized关键字。当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时，线程就会在获得对象锁之后执行，线程会进入Lock Pool。

4.4 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？

Answer：使用wait()、notify()方法来实现线程的协同工作。

5. 线程间的合作：生产者消费者问题

5.1 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。在程序中因为要实现入库与出库的两个线程工作，实际上是要求互斥同步访问的，但在该运行结果中可以看到入库和出库两个线程是乱七八糟的。可能在库空时进行入库的操作时候，还没有添加成功，此时库存为0，却已经开始出库，就会提示库空。也可能在库满时货品出库的时候，还没有出库，却执行了入库，就会提示库满。

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

5.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。

6. 面向对象设计作业-图书馆管理系统

6.1 系统的功能模块表格，表格中体现出每个模块的负责人。

负责人	模块
张艺琳	用户登陆，用户信息存储，管理员基本操作
张凯艳	学生用户的借书操作，图书信息的存储
安晏菊	学生用户的还书操作 ，图书信息的编辑

6.2 运行视频

6.3 讲解自己负责的模块，并粘贴自己负责模块的关键代码（出现学号及姓名）。

Answer：本次我主要负责用户登陆界面，以及管理员对图书进行的管理，包括管理员以及学生用户的界面跳转，信息存储用Map实现。

package librarysystem;
/**
 *
 * @author zhangyilin
 */
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
interface UserDao {
    public User isLogin(String userName, String password);
}
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    private Map<String,User> userMap;
    public UserDaoImpl(){
        init();
    }
    public UserDaoImpl(Map<String, User> userMap){
        if (userMap==null || userMap.isEmpty()){
            init();
        }
        this.userMap = userMap;
    }
    public void init(){
        userMap = new HashMap<String, User>();
        userMap.put("201621123001", new User("张艺琳","201621123001"));
    }
    public Map<String, User> getUserMap() {
        //...
            }
    public void setUserMap(Map<String, User> userMap) {
        //...
            }
    @Override
    public User isLogin(String userName, String password) {
        User user = userMap.get(userName);
        //...
                return user;
    }
}

package librarysystem;
/**
 * @author zhangyilin
 */
public class Management extends javax.swing.JFrame {
    private User user;
    public Management() {
        initComponents();
        this.user = user;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    // <editor-fold defaultstate="collapsed" desc="Generated Code">
    private void initComponents() {
        //...
    private void jButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {
        // TODO add your handling code here:
        new AllBooks().setVisible(true);
        Management.this.dispose();
    }
    private void jButton4ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {
        // TODO add your handling code here:
        Management.this.dispose();
    }
   //...
}

@-@ 有必要在这里坦白一下，本次对于图书管理系统的实现时间有些仓促，于是仅用netbeans做了基本的框架处理，考虑到信息的存储，就用了Map来储存用户信息，以及图书信息。

3.码云及PTA

题目集：多线程

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

• 必须出现几个要素：提交日期-用户名(姓名与学号)-不提交说明

3.2 截图"多线程"PTA提交列表

需要有两张图（1. 排名图。2.PTA提交列表图）

3.3 统计本周完成的代码量

需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。

周次	总代码量	新增代码量	总文件数	新增文件数
1	374	374	5	5
2	889	515	15	10
3	1417	528	22	7
4	1838	421	27	5
6	2608	770	38	11
7	3270	662	48	10
8	4068	798	52	4
9	4543	475	60	8
10	4988	445	65	5
11	5421	433	72	7
12	6327	906	88	16

5. 选做:学会使用Eclipse进行调试

观看相关调试视频

5.1 简述使用Eclipse进行调试需要几步？调试时F5, F6, F7快键键各有什么不同？什么情况该使用哪个快捷键？

Answer:

1. 设置断点
2. 点击Debug进入调试

• F5：单步调试，跳入方法内部。在需要对该方法内部进行调试的时候使用。
• F6：单步调试，无需处理，继续向下调试。在该方法无需调试的时候。
• F7：单步调试，跳出方法内部。在某方法内部想跳出来的时候。

5.2 实验任务书中的题目5：使用Eclipse进行调试中的5.1，如何使用Eclipse的调试功能发现当读取“蓝山兰”这行不会出错的原因？

5.3 任务书5.2，截图证明你会使用条件断点。

5.4 选做：调试MessageBoard.zip中的系统直至可以正常运行。说明你是怎么找到该系统中的错误？使用到了什么调试技巧？

参考资料:Eclipse 的一些调试技巧