《JAVA程序设计》第11周学习总结

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。

• synchronized方法/代码块

• wait()、notify()用法，生产者消费者例子

• lock、condition取代wait()、notify()

• 执行器

2. 书面作业

1.互斥访问与同步访问

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）？

java.util.concurrent包中提供Lock、ReadWriteLock、Condition接口以及相关操作类，可以提供类似synchronized、wait()、notify()、notifyAll()的作用。

• Condition接口搭配Lock

class Account{
	private Lock lock = new ReentrantLock();
	private Condition condition = lock.newCondition();
	private int balance;
	
	public Account(int balance) {
		this.balance = balance;
	}
	public int getBalance() {
		return balance;
	}
	public synchronized void  deposit(int money){
		lock.lock();
		try{
			this.balance  = this.balance + money;
			if(this.balance > 0) 
				condition.signal();//取代notify()
		}finally{
			lock.unlock();
		}
	}	
	public synchronized void  withdraw(int money) {
		lock.lock();
		try{	
			while(this.balance - money < 0){
				condition.await();//取代wait()
			}
			this.balance  = this.balance - money;
		}catch(Exception e){	
			System.out.println(e);
		}finally{
			lock.unlock();
		}
		if(balance<0)
    	    throw new IllegalStateException(balance+"");				
	}
}

1.2 同步代码块与同步方法有何区别？

• 同步方法直接在方法上加synchronized实现加锁，同步代码块则在方法内部加锁。

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？

以synchronized代码块为例，代码编译后，monitorenter指令插入到synchronized代码块开始的位置，moniterexit指令插入到方法结束或异常结束的地方.JVM保证monitorenter指令 与 moniterexit指令 一一对应，任何对象都有一个monitor与之关联，当且一个monitor对象被持有时，处于锁状态。当一个对象锁被持有，执行monitorenter指令，另一个线程试图获取这个monitor的所有权，直到前一个线程执行完monitorexit后，才允许获取！

• 被标示为synchronized的区块将会被监控，任何线程要执行synchronized区块都必须先取得指定的对象锁定，如果A线程已取得对象锁定，B线程会因无法取得对象锁定而进入等待锁定状态，直到A线程释放锁定B线程才有机会取得锁定而执行代码。

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？

• wait()、notify()与notifyAll()是Object定义的方法，可以通过这3个方法控制线程释放对象的锁定，或者通知线程参与锁定竞争。

• 有时两个或两个以上的线程需要同时对同一数据存取(如上例Counter的属性id)，而线程之间如果不加以控制，会产生一种情况-竞争。互斥访问是一种保证共享资源完整性的手段。

2.交替执行

实验总结（不管有没有做出来）

• 删除任务用for循环将数组元素逐个前移，每次返回第一个元素。考虑队列？

• Reop类中设置flag标识，worker类根据flag的值实现交替输出。

3.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)

• 由于join被注释掉，起先执行结果是这样的

• 应在最后加入exec.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);

4.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？

• 运行结果有时是仓库还剩10个货物，有时是仓库还剩0个货物。

• 显然结果不正常。

• 生产者与消费者的存取速度不同。

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。

• 用lock和condition改写，要将synchronized去掉，否则会没有输出。

5.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)

线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。编写线程安全的代码是低依靠线程同步。

• 线程安全一般都涉及到synchronized，即一段代码同时只能有一个线程来操作，不然中间过程可能会产生不可预知的结果。

ArrayList list = new ArrayList();	
Thread t1 = new Thread(()->{
	while(true){
		synchronized(list){
			list.add(1);
		}
	}
});
Thread t2 = new Thread(()->{
	while(true){
		synchronized(list){
			list.add(2);
		}
	}
});

• 例如，如果ArrayList的add()方法本身没有标识synchronized，每次要执行synchronized区块时，必须取得list参考的对象锁定，因而也能保证add()执行完成，避免t1、t2同时调用add()方法。

3. 使用码云管理Java代码

3.1. 码云代码提交记录

3.2 截图多线程PTA提交列表