201521123087 《Java程序设计》第11周学习总结

1. 本周学习总结

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）？                                                                                                             答：

   使用Lock方法和Condition对象：

   import java.util.concurrent.locks.Condition;
   import java.util.concurrent.locks.Lock;
   import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
   class Account {
       private int balance;
       private Lock lock = new ReentrantLock();
       private Condition plus  = lock.newCondition();
       public Account(int balance) {
           super();
           this.balance = balance;
       }
   
       public int getBalance() {// synchronized
           return balance;
       }
   
       public void deposit(int money) {// synchronized
           lock.lock();
           try {
               this.balance=getBalance()+money;
               plus.signalAll();
           } finally {
               lock.unlock();
           }
       }
   
       public void withdraw(int money) {// synchronized
           lock.lock();
           try {
               while (getBalance() <= 0) {
                   try{
                   plus.await();
                   }catch(InterruptedException e){
                       e.printStackTrace();
                   }
               }
               this.balance=getBalance() - money;
                           plus.signalAll();
           } finally {
               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前加synchronized关键字，同步代码块则在方法内部添加锁，同步块需要注明锁定对象，而同步方法默认锁定this，同步的方法一次只能有一个线程进入，其他线程等待。在考虑性能方面，最好使用同步块来减少锁定范围提高并发效率。
   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

   当资源被访问，上锁，但在同一时刻，只能有一个线程获得某个资源的锁，访问该资源，其他线程无法访问。当停止访问时，解锁，让其他线程访问。

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

    假设现在有两个线程t1,t2,同时执行该方法，当程序执行synchronized标记的同步方法时，操作步骤如下：
    1.线程t1获得id的锁，读取id的值，为0；（线程t2等待）
    2.线程t1在取到的值上加1，结果为1；
    3.线程t1将结果id=1存回id，id的锁被解锁资源释放；
    4.线程t2获得id上的锁，读取id的值，为1；
    5.线程t2在取到的值上加1，结果为2；
    6.线程t1将结果id=2存回id，id的锁被解锁资源释放；id结果为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？                                                             答：Java多线程中用wait()和notify()/notifyAll()方法来实现线程之间的通信，或者使用Condition对象。同步访问放到synchronized方法或者代码块中是为了防止出现多个线程访问同一资源所引起的冲突。

2. 交替执行
   要实现交替访问，首先要将方法全部都用synchronized来修饰，确保所有变量都持有锁。其次线程之间的协作可以使用wait()和notify()并配合上boolean变量来完成，要做到交替执行，需要中间桥梁来确认是否执行该任务，这个桥梁就是flag。
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？                                                   答：结果不正常，剩余个数从0到10皆有，因为生产者与消费者的存取速度不一致，所以会导致生产和消费不一致。也就是说没有实现线程之间通信的关键字，故线程之间没有合作，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)
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：线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。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，也就是线程同步。

   例如

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

   多个线程同时运行以上代码，synchronized关键字使得线程同步，多个线程运行结果和单个线程运行结果一致，都为0,

3. 码云上代码提交记录

3.1. 码云代码提交记录

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• 3.2 截图多线程PTA提交列表