• 201521123081《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。

    参考资料:XMind

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    2. 书面作业

    本次PTA作业题集 多线程

    Q1. 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和Condition对象
    public void deposit(int money) {
    	lock.lock();
    	try {
    		balance += money;
    		condition.signalAll();
    	} finally {
    		lock.unlock();
    	}
    }
    
    public void withdraw(int money) {
    	lock.lock();
    	try {
    		while (getBalance() <= 0) {
    			try{
    			condition.await();
    			}catch(InterruptedException e){
    				throw new RuntimeException(e);
    			}
    		}
    		balance -= money;
    	} finally {
    		lock.unlock();
    	}
    }
    

    1.2 同步代码块与同步方法有何区别?

    • 同步代码块锁定的是方法中的部分代码,而同步方法锁定了整个方法;
    • 前者较后者范围较小,使用起来更加灵活。

    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 在一个线程访问临界资源时,为该资源上锁,防止在同一时间被其它线程一同访问。直到当前线程退出,为临界资源解锁,使得其它线程可以继续访问,依此进行。
    //以之前的TestUnSynchronizedThread.java为例
    //两个线程a、b同时执行下列语句
    public static void addId(){
        id++;//给的id初始值为0。
    }
    
    //a线程读取id值为0,并做自加操作,得到1,这时还未将1写回id;
    //b线程执行,读取id值为0,同上得到1;
    //a、b分别将值写回id,为1,并非2。
    
    • 而如果使用synchronized同步代码块或者同步方法时
      a线程获取id的锁,读取id值为0,做自加操作,得到1;
      a线程写回id的值为1,资源id解锁释放;
      b线程获取id的锁,读取id值为1,做自加操作,得到2;
      b线程写回id的值为2,资源id解锁释放。
    • a线程执行时,b线程处于wait队列。
    • 多个线程类似。

    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?

    • 使用Object的wait()、notify()或notifyAll(),在思维导图中有提及。
    • 防止多个线程访问同一临界资源而引起冲突。

    Q2. 交替执行

    实验总结(不管有没有做出来)

    • 使用synchronized方法,配合wait()、notify()以及通过if(getSize() > 0)判断来改变boolean变量flag的值,从而实现线程交替。

    Q3. 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

    Q4. 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?

    • 经过多次运行,发现结果不正常,并不一直是剩0个货物;
    • 问题如思维导图中提及的,即供大于求或供不应求。
    • 因为生产者与消费者的速率不一致,比如生产者的生产速率大于消费者的消费速率,使得消费者来不及取数据;消费者的消费速率大于生产者的生产速率的话,消费者可能取不到数据。因此出现不为0的情况。
    • 应该在public synchronized void add(String t)public synchronized void remove()的方法体中加上有wait()notify()函数来实现线程之间的合作。

    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。

    Q5. 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)

    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。
    ------摘自《什么是线程安全》

    • 可以往回看下本周1.3

    Q6. 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。

    Q7. 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。

    Q8. 选做:编写一段代码,证明你会使用ForkJoinPool?

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    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

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    4.选做:课外阅读

    4.1 Questions and Exercises: Concurrency,学习总结。
    4.2 Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
    4.3 线程池,这一篇或许就够了
    4.4 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/LianYanbo/p/6816226.html
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