201521123048 《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

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）？

使用Lock对象同步锁

class X {

      // 显式定义Lock同步锁对象，
      private final Lock lock = new ReentrantLock();

      public void m(){
          // 加锁
          lock.lock();

         //...  需要进行线程安全同步的代码

         // 释放Lock锁
         lock.unlock();
     }

 }

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

答：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。同步方法是默认的获取该对象的锁，因此，同一个对象的两个同步方法也不可以同时获取到锁。 而同步块可以在synchronized关键字后跟着对象，意为利用该对象的锁来同步该块，所以可以在一个类内通过一个成员类变量来实现方法的不同锁操作。

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：当资源被一个任务占用时，在资源上加锁，使其它任务无法对其进行访问，这些任务进入Lock Pool等待，直到资源解锁后，下一个任务方可对该资源加锁和使用。

class Counter {
    private static int id = 0;

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

    public synchronized static void subtractId() {
        id--;
    }

    public static int getId() {
        return id;
    }
}

状态变化:一段synchronized的代码被一个线程执行之前，他要先拿到执行这段代码的权限，在Java里边就是拿到某个同步对象的锁；若此时同步对象的锁被其他线程拿走了，这个线程就只能线程阻塞在锁池等待队列中。 取到锁后，他就开始执行同步代码；线程执行完同步代码后马上就把锁还给同步对象，其他在锁池中等待的某个线程就可以拿到锁执行同步代码了。

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？

在Java中可以用wait () 和notify()/notifyAll()方法来协调线程间的运行进度（读取）关系。

同步访问一般都要放到synchronized方法或者代码块中防止当有多条线程同时访问共享数据时，如果不进行同步，就会发生错误;

交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

交替执行需要用到wait()和notify(),当一个线程执行一次任务时，就要做个标记，如果接下来再执行这个线程的时候就需要wait(),那么另一个线程就有机会执行任务。

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

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，除了0以外还出现过剩余10个货物的情况。add和remove方法都用到了synchronized，但在处理过程中并未用到wait()和notify()进行处理。所以只能保证线程间不互斥，但这两个线程同时工作的时候不能保证运行结果。

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。

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：线程安全是要防止某个方法或者代码块同时被多个线程访问。如果这个资源不加任何防范措施地被多个线程同时访问，可能会因为每个线程的运行速率导致最后的结果不同。一般要对这个资源进行互斥和同步访问操作，保证每次只能有一个线程在访问。这样用多线程处理某个问题的时候能保证最后结果的稳定性。
    当各线程不共享数据的时候，那么一定是线程安全的。但是在多数情况下需要共享数据，这时就需要进行适当的同步控制了，线程安全一般都涉及到synchronized。

选做：实验总结

6.1 4-8（CountDownLatch）实验总结

• CountDownLatch是一个同步工具类，它允许一个或多个线程一直等待，直到其他线程的操作执行完后再执行

6.2 4-9（集合同步问题）实验总结

• Collections.synchronizedList可以处理多个线程访问一个ArrayList时，对ArrayList进行修改而需要考虑的线程安全问题。

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。

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