201521123001《Java程序设计》第11周学习总结
2017-05-04 22:28
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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。
2. 书面作业
本次PTA作业题集多线程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和Condition对象class Account{ private int balance; private Lock lock = new ReentrantLock(); private Condition condition = lock.newCondition(); public Account(int balance) { super(); this.balance = balance; } public int getBalance() { return balance; } public void deposit(int money) { lock.lock(); try{ this.balance=getBalance() + money; condition.signalAll(); } finally { lock.unlock(); } } public void withdraw(int money) { lock.lock(); try{ while(balance < money) { try { condition.await(); condition.signalAll(); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } this.balance = getBalance() - money; } finally { lock.unlock(); } } }
1.2 同步代码块与同步方法有何区别?
答:都是用synchronized关键字给代码加一个“锁”,当该部分被一个线程调用时,其他线程只能等待其使用完后才能调用,而同步代码块是作用于整个代码块,同步方法则是作用于整个方法,在范围上不一样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:class Counter{ private int i = 0; public void increment(){ synchronized (this) { i++; } } public void decrement() { i--; } public void crement() { i++; } public int value() { return c; } }
每个对象都有一把锁,如果未获得对象锁,下面的代码就无法执行,必须等待,从而通过对象锁实现了互斥访问;
假设i在A线程自增,同时在B线程自减,同时在C线程再自增,最后返回
1.A读取到的i是0,并且在i上加了锁,自增后是1,保存回i,解锁;
2.B读取到的i是1,没有加锁,自减后是0,保存回i
3.C读取到的i是1,自增后是2,保存回i
这里可以看到,i的值最后是不确定的,只有A线程可以确定执行完毕保存,但B和C线程不能确定哪一个保存了数值。
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中可以用wait () 和notify()/notifyAll()方法来协调线程间的运行进度关系,或者使用Condition对象,从上一小题举的例子就可以看出来,没有synchronized关键字的同步线程很容易出现不确定的答案。交替执行
实验总结(不管有没有做出来)
答:由于Worker1和Worker2类都可以对Repo对象进行操作,所以要使用wait ()和
notify()/notifyAll()来给代码加锁解锁,当一个线程在操作时另一个线程等待其操作完后执行,要注意的就是解锁要在执行完该函数代码时再解锁,而不能在加锁后马上解锁,则这个加锁就是无效的。
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)
答://201521123001 public static synchronized void addId() { id++; } public static synchronized void subtractId() { id--; } public static int getId() { return id; }
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答:
//201521123001 ArrayList<Callable<Object>> tasks = new ArrayList<>(); ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPooi(); for (int i = 0; i < 3; i++) { tasks.add(ExQcutors.caLLabLe(r\evi Adder())); for (int i = 0; i < 3; i++) { tasks.add(ExQcutors.caLLabLe(r\evi Subtracter())); } exec.invokeAll(tasks);
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,每一次执行的结果都不一样,因为生产者与消费者的存取速度不一致。
4.2 使用synchronized, wait, notify解决该问题(关键代码截图,需出现学号)
答:4.3 选做:使用Lock与Condition对象解决该问题。
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:线程安全就是多线程访问时,采用了加锁机制,当一个线程访问该类的某个数据时,进行保护,其他线程不能进行访问直到该线程读取完,其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。
就是保护程序,当多个线程同时进行的时候按先来后到的顺序排好队,一个个来,保证不会出现次序混乱的不确定的答案。
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。
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。
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”, 然后搜索并截图答:
3.2 截图多线程PTA提交列表
答: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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