201521123053《Java程序设计》第十一周学习总结

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。

我还是比较喜欢XMind思维导图

延续上周对线程的知识点总结，对多线程知识点进行扩充。

知识点： synchronized在静态方法上表示调用前要获得类的锁，而在非静态方法上表示调用此方法前要获得对象的锁。

占有锁的线程释放锁一般会是以下三种情况之一：

1.占有锁的线程执行完了该代码块，然后释放对锁的占有；

2.占有锁线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁；

3.占有锁线程进入 WAITING 状态从而释放锁，例如在该线程中调用wait()方法等。

2. 书面作业

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）？

 答：在Java中，提供了两种方式来实现同步互斥访问：synchronized和Lock， Condition是配合Lock使用的，而wait/notify是配合synchronized使用的。Lock 是 java.util.concurrent.locks包  下的接口，Lock 实现提供了比 synchronized 关键字 更广泛的锁操作，它能以更优雅的方式处理线程同步问题。也就是说，Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点：

 1）synchronized是Java的关键字，因此是Java的内置特性，是基于JVM层面实现的。而Lock是一个Java接口，是基于JDK层面实现的，通过这个接口可以实现同步访问；
 2）采用synchronized方式不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而 Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致死锁现象。
代码如下

public interface Lock {
    void lock();
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;  // 可以响应中断
    boolean tryLock();
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;  // 可以响应中断
    void unlock();
    Condition newCondition();
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

 答：一种是修饰方法，另一种是修饰需要同步的代码块。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，很明显，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？

 答：实现互斥访问的原理是互斥锁（minitor），假设同时有多个线程要运行，每个线程都有一个互斥锁，当程序识别一个线程的锁后，其他线程就要等待wait（），直至当前线程结束或者故障,系统程序就会释放该锁，识别下一个线程的锁，直至所有线程都完成。

    Object obj = new Object();//申请一个对象  

    public void run()
    {  

        while(true)
        {
            synchronized(obj)
            {
                if(tick > 0)
                {
                    //try{Thread.sleep(40);}catch(Exception e){}
                    System.out.println( Thread.currentThread().getName() + " sail --" + tick--);

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、wait/notify关键字、sleep关键字、

2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

答：第一，实验中的大问题就是代码写不出来，只能上网去查资料，然后老师上课的讲解，问舍友（最主要），然后一遍一遍的试一遍一遍的过。
    第二：其中会出现一些前几周也会出现的代码格式上的小问题，这些小问题比较好解决。

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)

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：运行结果不正常，最后仓库的货物应该为0；
     因为没有添加wait和notify使取和放进行协作。

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)

答:java中的线程安全是什么：
  就是线程同步的意思，就是当一个程序对一个线程安全的方法或者语句进行访问的时候，其他的不能再对他进行操作了，必须等到这次访问结束以后才能对这个线程安全的方法进行访问
  什么叫线程安全：
  如果你的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。如果每次运行结果和单线程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，
  就是线程安全的。
  或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。
  线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。
  若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全。

选做：实验总结

6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结

6.2 4-9（集合同步问题）实验总结

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

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

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？

7.3 使用Condition解决生产者、消费者问题。

8.选做：编写一段代码，证明你会使用ForkJoinPool？

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