201521123064 《Java程序设计》第11周学习总结

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1. 本章学习总结

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。

① 定义Thread类的子类，覆盖Thread类的run()方法，然后创建该子类的实例(一般不用该方法，开销大。

② 定义实现Runnable接口的类，实现它的run()方法，然后将这个类的实例作为Thread的构造方法的参数，创建Thread类的实例(常用)

Runnable不是线程，只有Thread是线程。必须将实现Runnable的类的对象放入Thread中，才能在线程中运行。

③ Runnable不是线程，只有Thread是线程。必须将实现Runnable的类的对象放入Thread中，才能在线程中运行。将Runnable看作一项任务，而非线程。

④ Future接口实现起来太麻烦，可以直接使用其实现类FutureTask。

FutureTask类实现了RunnableFuture接口RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口

所以： FutureTask可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值

2. 书面作业

本次作业题集多线程

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）？

答：还能使用Lock和Condition对象。以PTA作业为例，对Account类的deposit和withdraw方法进行修改。相关代码如下 ↓

public void deposit(int money) { lock.lock(); try { this.balance += money; condition.signal(); } finally { lock.unlock(); } }

public void withdraw(int money) { lock.lock(); try { while (this.balance - money < 0) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } this.balance -= money; condition.signal(); } finally { lock.unlock(); } }

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

答：参考PPT ↓

//同步方法 public static synchronized void addId() { id++; }

① 有synchronized关键字修饰的方法叫同步方法，此时内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

//同步代码块 public static void addId() { synchronized(Counter.class){//代表Counter类型的对象 id++; } }

② 有synchronized关键字修饰的语句块叫同步代码块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步。

参考：同步方法和同步代码块的区别

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：在某一时刻只能有一个线程获得某个资源的锁，获得锁后才可访问该资源，其他线程只能等到该资源被解锁后才可获得这个锁。

例如：

① t1获得id的锁，然后读取id的值，此时t2等待；

② t1将所取的id值+1；

③ t1将运算后的值再赋值给id，id的锁被解锁资源释放；

④ t2获得id的锁，然后读取id的值，此时t1等待；

⑤ t2将所取的id值-1；

⑥ t2将运算后的值再赋值给id，id的锁被解锁资源释放；

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：① 可以使用wait () 和notify()/notifyAll()方法或者Condition对象来实现线程之间的通信。

② 同步访问放到synchronized方法或者代码块中，是为了防止多个线程访问同一资源而引起冲突。

Q2：交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

答：本题共建立3个类：Repo、Worker1和Worker2。两个Worker类都接入Runable接口，并且属性和方法都类似。重点在于Repo类，在类中定义Finish1方法和Finish2方法，并且用synchronized关键词修饰。下面贴上Finish1方法的代码！

public synchronized void Finish1() { while (flag) { try { wait(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } if (this.i != this.Size) { flag = true; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finish" + " " + Items[i++]); notify(); } }

Q3：互斥访问

参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
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)

只需将两个方法都用synchronized修饰即可。

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)
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？

答：结果不正常，每次的结果都不一定，如图...

因为Producer和Consumer的速度不一致，所以可能导致仓库所剩货物不为0，或是资源浪费的情况。

4.2 使用synchronized, wait, notify解决该问题(关键代码截图，需出现学号)

运行结果：

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)

答：线程安全就是线程同步的意思。如果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。

例如这个Counter类，synchronized关键字使得线程同步，每次运行的结果都为0。

参考：什么是线程安全？