《面向对象程序设计（java）》第十七周学习总结
一.理论部分
1.程序与进程：
程序是一段静态的代码，它是应用程序执行的蓝本。
进程是程序的一次动态执行，它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一个完整过程。
2.多线程
多线程是进程执行过程中产生的多条执行线索。
3.进程：
线程是比进程执行更小的单位。线程不能独立存在，必须存在于进程中，同一进程的各线程间共享进程空间的数据。每个线程有它自身的产生、存在和消亡的过程， 是一个动态的概念。线程创建、销毁和切换的负荷远小于进程，又称 为轻量级进程（lightweight process）。
4.Java实现多线程：
-创建Thread类的子类
-在程序中定义实现Runnable接口的类
5.用Thread类的子类创建线程：
首先需从Thread类派生出一个子类，在该子类中 重写run()方法。
class hand extends Thread { public void run() {……} }
然后用创建该子类的对象
Lefthand left=new Lefthand();
Righthand right=new Righthand();
最后用start()方法启动线程
left.start();
right.start();
6.用Runnable()接口实现线程
首先设计一个实现Runnable接口的类；
然后在类中根据需要重写run方法；
再创建该类对象，以此对象为参数建立Thread 类的对象；
调用Thread类对象的start方法启动线程，将 CPU执行权转交到run方法。
7.线程的终止
8、测试线程是否被中断的方法
Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法。
-static boolean interrupted()
– 检测当前线程是否已被中断 ，并重置状态 “interrupted”值为false。
-boolean isInterrupted()
– 检测当前线程是否已被中断 ，不改变状态 “interrupted”值 。
9、线程的状态
-利用各线程的状态变换，可以控制各个线程轮流使用CPU，体现多线程的并行性特征。
-线程有如下7种状态：
New (新建)
Runnable (可运行)
Running(运行)
Blocked (被阻塞)
Waiting (等待)
Timed waiting (计时等待)
Terminated (被终止)
10、新创建线程
-new（新建）
线程对象刚刚创建，还没有启动，此时线程还处于不可运行状态。例如: Thread thread=new Thread(r); 此时线程thread处于新建状态，有了相应的内存空间以及其它资源。
11、可运行线程
- runnable（可运行状态)
此时线程已经启动，处于线程的run()方法之中。
此时的线程可能运行，也可能不运行，只要 CPU一空闲，马上就会运行。
调用线程的start()方法可使线程处于“可运行”状态。例如： thread.start();
12、被阻塞线程和等待线程
- blocked (被阻塞)
一个正在执行的线程因特殊原因，被暂停执行， 进入阻塞状态。
阻塞时线程不能进入队列排队，必须等到引起阻塞的原因消除，才可重新进入排队队列。
引起阻塞的原因很多，不同原因要用不同的方法解除。
-sleep(),wait()是两个常用引起线程阻塞的方法。
13、线程阻塞的三种情况
- 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。
- 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
-其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join() 或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超 时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
14、被终止的线程
Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二：
一是run()方法中最后一个语句执行完毕而自然死亡。
二是因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡。
可以调用线程的 stop 方 法 杀 死 一 个 线 程（thread.stop();)，但是，stop方法已过时， 不要在自己的代码中调用它。
15、多线程调度
-Java 的线程调度采用优先级策略:
优先级高的先执行，优先级低的后执行；
多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级，缺省时，继承其父类的优先级；
任务紧急的线程，其优先级较高；
同优先级的线程按“先进先出”的队列原则；
二.实验部分：
测试程序1：
l 在Elipse环境下调试教材651页程序14-7，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握利用锁对象和条件对象实现的多线程同步技术。
package synch; import java.util.*; import java.util.concurrent.locks.*; /** * 一种拥有许多银行帐户的银行，它使用锁来序列化访问。 * @version 1.30 2004-08-01 * @author Cay Horstmann */ public class Bank { private final double[] accounts; private Lock bankLock; private Condition sufficientFunds; /** *构建了银行。 * @param 账户数量 * @param 每个账户的初始余额 */ public Bank(int n, double initialBalance) { accounts = new double[n]; Arrays.fill(accounts, initialBalance); bankLock = new ReentrantLock(); sufficientFunds = bankLock.newCondition(); } /** * 把钱从一个账户转到另一个账户。 * @param 从账户转出 * @param 到账转到 * @param 转帐金额 */ public void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException { bankLock.lock(); try { while (accounts[from] < amount) sufficientFunds.await();//注释掉之后产生死锁现象，都在等待 System.out.print(Thread.currentThread()); accounts[from] -= amount; System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to); accounts[to] += amount; System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance()); sufficientFunds.signalAll();//注释掉之后产生死锁现象，都在等待 } finally { bankLock.unlock(); } } /** *获取所有帐户余额的总和。 * @return 总平衡 */ public double getTotalBalance()//为什么只需要加锁不需要设置对象？没有任何执行不下去的原因，就不需要条件对象。 { bankLock.lock(); try { double sum = 0; for (double a : accounts) sum += a; return sum; } finally { bankLock.unlock(); } } /** * 获取银行中的帐户编号。 * @return 账户数量 */ public int size() { return accounts.length; } }
package synch; /** * 这个程序展示了多线程如何安全地访问数据结构。 * @version 1.31 2015-06-21 * @author Cay Horstmann */ public class SynchBankTest { public static final int NACCOUNTS = 100; public static final double INITIAL_BALANCE = 1000; public static final double MAX_AMOUNT = 1000; public static final int DELAY = 10; public static void main(String[] args) { Bank bank = new Bank(NACCOUNTS, INITIAL_BALANCE); for (int i = 0; i < NACCOUNTS; i++) { int fromAccount = i; Runnable r = () -> { try { while (true) { int toAccount = (int) (bank.size() * Math.random()); double amount = MAX_AMOUNT * Math.random(); bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount); Thread.sleep((int) (DELAY * Math.random())); } } catch (InterruptedException e) { } }; Thread t = new Thread(r); t.start(); } } }
实验结果：
测试程序2：
l 在Elipse环境下调试教材655页程序14-8，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握synchronized在多线程同步中的应用。
package synch2; import java.util.*; /** * 使用同步原语的具有多个银行帐户的银行 * @version 1.30 2004-08-01 * @author Cay Horstmann */ public class Bank { private final double[] accounts; /** * 构建了银行。 * @param 账户数量 * @param 每个账户的初始余额 */ public Bank(int n, double initialBalance) { accounts = new double[n]; Arrays.fill(accounts, initialBalance); } /** * 把钱从一个账户转到另一个账户。 * @param 从账户转出 * @param 到账转到 * @param 转帐金额 */ public synchronized void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException { while (accounts[from] < amount) wait();//Object类 System.out.print(Thread.currentThread()); accounts[from] -= amount; System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to); accounts[to] += amount; System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance()); notifyAll(); } /** *获取所有帐户余额的总和。 * @return 总平衡 */ public synchronized double getTotalBalance() { double sum = 0; for (double a : accounts) sum += a; return sum; } /** * 获取银行中的帐户编号。 * @return 账户数量 */ public int size() { return accounts.length; } }
package synch2; /** * 这个程序展示了多线程如何安全地访问一个数据结构，使用同步方法。 * @version 1.31 2015-06-21 * @author Cay Horstmann */ public class SynchBankTest2 { public static final int NACCOUNTS = 100; public static final double INITIAL_BALANCE = 1000; public static final double MAX_AMOUNT = 1000; public static final int DELAY = 10; public static void main(String[] args) { Bank bank = new Bank(NACCOUNTS, INITIAL_BALANCE); for (int i = 0; i < NACCOUNTS; i++) { int fromAccount = i; Runnable r = () -> { try { while (true) { int toAccount = (int) (bank.size() * Math.random()); double amount = MAX_AMOUNT * Math.random(); bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount); Thread.sleep((int) (DELAY * Math.random())); } } catch (InterruptedException e) { } }; Thread t = new Thread(r); t.start(); } } }
实验结果：
测试程序3：
l 在Elipse环境下运行以下程序，结合程序运行结果分析程序存在问题；
l 尝试解决程序中存在问题。
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class Cbank { private static int s=2000; public static void sub(int m) { int temp=s; temp=temp-m; try { Thread.sleep((int)(1000*Math.random())); } catch (InterruptedException e) { } s=temp; System.out.println("s="+s); } } class Customer extends Thread { public void run() { for( int i=1; i<=4; i++) Cbank.sub(100); } } public class Thread3 { public static void main(String args[]) { Customer customer1 = new Customer(); Customer customer2 = new Customer(); customer1.start(); customer2.start(); } } |
import javax.sql.rowset.spi.SyncFactory; class Cbank { private static int s=2000; public synchronized static void sub(int m) { int temp=s; temp=temp-m; try { Thread.sleep((int)(1000*Math.random())); } catch (InterruptedException e) { } s=temp; System.out.println("s="+s); } } class Customer extends Thread { public void run() { for( int i=1; i<=4; i++) Cbank.sub(100); } } public class Thread3 { public static void main(String args[]) { Customer customer1 = new Customer(); Customer customer2 = new Customer(); customer1.start(); customer2.start(); } }
实验结果:
实验2 编程练习
利用多线程及同步方法，编写一个程序模拟火车票售票系统，共3个窗口，卖10张票，程序输出结果类似（程序输出不唯一，可以是其他类似结果）。
Thread-0窗口售：第1张票
Thread-0窗口售：第2张票
Thread-1窗口售：第3张票
Thread-2窗口售：第4张票
Thread-2窗口售：第5张票
Thread-1窗口售：第6张票
Thread-0窗口售：第7张票
Thread-2窗口售：第8张票
Thread-1窗口售：第9张票
Thread-0窗口售：第10张票
import javax.sql.rowset.spi.SyncFactory; class Cbank { private static int s=2000; public synchronized static void sub(int m) { int temp=s; temp=temp-m; try { Thread.sleep((int)(1000*Math.random())); } catch (InterruptedException e) { } s=temp; System.out.println("s="+s); } } class Customer extends Thread { public void run() { for( int i=1; i<=4; i++) Cbank.sub(100); } } public class Thread3 { public static void main(String args[]) { Customer customer1 = new Customer(); Customer customer2 = new Customer(); customer1.start(); customer2.start(); } }
实验结果：
实验总结：
本章我们主要学习了有关多线路程的知识，通过本章的学习我学习了很多关于关于多线程的用法，在实验课上老师和我们学习了一些有关多线程的语句，总的来说本章的知识也是很重要的，同样也是有点难度的。我会继续努力，努力敲代码，希望编程水平会有提高。