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
==================================================================
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)
和public synchronized void remove()
的方法体中加上有wait()
和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?
==================================================================
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
==================================================================
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