201271050130-滕江南-《面向对象程序设计（java）》第十七周学习总结

201271050130-滕江南-《面向对象程序设计（java）》第十七周学习总结

博文正文开头格式：（2分）

项目	内容
这个作业属于哪个课程	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/
这个作业的要求在哪里	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/12073034.html
作业学习目标	(1) 理解和掌握线程的优先级属性及调度方法； (2) 掌握线程同步的概念及实现技术； (3) Java线程综合编程练习

随笔博文正文内容包括：

第一部分：总结线程同步技术（10分）

1、线程的终止

-当线程的run方法执行方法体中最后一条语句后，或者出现了在run方法中没有捕获的异常时，线程将终止，让出CPU使用权。

- 调用interrupt()方法也可终止线程。

void interrupt()

– 向一个线程发送一个中断请求，同时把这个线程的“interrupted”状态置为true。

– 若该线程处于 blocked 状态 ，会抛出 InterruptedException。

2、测试线程是否被中断的方法

Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法。

-static boolean interrupted()

– 检测当前线程是否已被中断 ，并重置状态 “interrupted”值为false。 

-boolean isInterrupted()

– 检测当前线程是否已被中断 ，不改变状态 “interrupted”值 。

3、线程的状态

-利用各线程的状态变换，可以控制各个线程轮流使用CPU，体现多线程的并行性特征。 

-线程有如下7种状态：

➢ New (新建)

➢ Runnable (可运行)

➢ Running(运行)

➢ Blocked (被阻塞)

➢ Waiting (等待)

➢ Timed waiting (计时等待)

➢ Terminated (被终止)

4、新创建线程

-new（新建）

线程对象刚刚创建，还没有启动，此时线程还处于不可运行状态。例如: Thread thread=new Thread(r); 此时线程thread处于新建状态，有了相应的内存空间以及其它资源。

5、可运行线程

- runnable（可运行状态)

➢ 此时线程已经启动，处于线程的run()方法之中。

➢ 此时的线程可能运行，也可能不运行，只要 CPU一空闲，马上就会运行。

➢ 调用线程的start()方法可使线程处于“可运行”状态。例如： thread.start();

6、被阻塞线程和等待线程

- blocked (被阻塞)

➢ 一个正在执行的线程因特殊原因，被暂停执行， 进入阻塞状态。

➢ 阻塞时线程不能进入队列排队，必须等到引起阻塞的原因消除，才可重新进入排队队列。

➢ 引起阻塞的原因很多，不同原因要用不同的方法解除。

-sleep(),wait()是两个常用引起线程阻塞的方法。

7、线程阻塞的三种情况

- 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。

- 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。

-其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join() 或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超 时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

8、被终止的线程

Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二：

➢ 一是run()方法中最后一个语句执行完毕而自然死亡。

➢ 二是因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡。

➢ 可以调用线程的 stop 方 法 杀 死 一 个 线 程（thread.stop();)，但是，stop方法已过时， 不要在自己的代码中调用它。

9、多线程调度

-Java 的线程调度采用优先级策略:

➢ 优先级高的先执行，优先级低的后执行；

➢ 多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级，缺省时，继承其父类的优先级；

➢ 任务紧急的线程，其优先级较高；

➢ 同优先级的线程按“先进先出”的队列原则；

10、Thread类有三个与线程优先级有关的静态量：

➢ MAX_PRIORITY：最大优先权,值为10；

➢ MIN_PRIORITY：最小优先权,值为1；

➢ NORM _PRIORITY：默认优先权,值为5。

 Java 的线程调度采用优先级策略:优先级高的先执行，优先级低的后执行；多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级，缺省时，继承其父类的优先级； 任务紧急的线程，其优先级较高； 同优先级的线程按“先进先出”的队列原则。

调用setPriority(int a)重置当前线程的优先级，a取值可以是前述的三个静态量。调用getPriority()获得当前线程优先级。

多线程并发运行不确定性问题解决方案：引入线程同步机制，使得另一线程要使用该方法，就只能等待。

在Java中解决多线程同步问题的方法有两种：J ava SE 5.0中引入ReentrantLock类。 在共享内存的类方法前加synchronized修饰符。

有关锁对象和条件对象的关键要点:锁用来保护代码片段，保证任何时刻只能有一个线程执行被保护的代码。锁管理试图进入被保护代码段的线程。锁可拥有一个或多个相关条件对象。每个条件对象管理那些已经进入被保护的代码 段但还不能运行的线程。

synchronized关键字作用： 某个类内方法用synchronized 修饰后，该方法被称为同步方法；只要某个线程正在访问同步方法，其他线程欲要访问同步方法就被阻塞，直至线程从同 步方法返回前唤醒被阻塞线程，其他线程方可能进入同步方法。

在同步方法中使用wait()、notify 和notifyAll()方法：一个线程在使用的同步方法中时，可能根据问题的需要，必须使用wait()方法使本线程等待，暂时让出CPU的使用权，并允许其它线程使用这个同步方法。线程如果用完同步方法，应当执行notifyAll()方 法通知所有由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。

第二部分：实验部分

实验1：测试程序1（5分）

测试程序1：

l 在Elipse环境下调试教材651页程序14-7，结合程序运行结果理解程序；

l 掌握利用锁对象和条件对象实现的多线程同步技术。

package synch;

import java.util.*;
import java.util.concurrent.locks.*;

/**
一个银行有许多银行帐户，使用锁序列化访问 * @version 1.30 2004-08-01
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Bank
{
   private final double[] accounts;
   private Lock bankLock;
   private Condition sufficientFunds;

   /**
    * 建设银行。
    * @param n 账号
    * @param initialBalance 每个账户的初始余额
    */
   public Bank(int n, double initialBalance)
   {
      accounts = new double[n];
      Arrays.fill(accounts, initialBalance);
      bankLock = new ReentrantLock();
      sufficientFunds = bankLock.newCondition();
   }

   /**
    * 把钱从一个账户转到另一个账户。
    * @param 从账户转账
    * @param 转到要转账的账户
    * @param 请允许我向你转达
    */
   public void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException
   {
      bankLock.lock();
      try
      {
         while (accounts[from] < amount)
            sufficientFunds.await();
         System.out.print(Thread.currentThread());
         accounts[from] -= amount;
         System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
         accounts[to] += amount;
         System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
         sufficientFunds.signalAll();
      }
      finally
      {
         bankLock.unlock();
      }
   }

   /**
    * 获取所有帐户余额的总和。
    * @return 总余额
    */
   public double getTotalBalance()
   {
      bankLock.lock();
      try
      {
         double sum = 0;

         for (double a : accounts)
            sum += a;

         return sum;
      }
      finally
      {
         bankLock.unlock();
      }
   }

   /**
    * 获取银行中的帐户数量。
    * @return 账号
    */
   public int size()
   {
      return accounts.length;
   }
}

package synch;

/**
 * 这个程序显示了多个线程如何安全地访问数据结构。
 * @version 1.31 2015-06-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class SynchBankTest
{
   public static final int NACCOUNTS = 100;
   public static final double INITIAL_BALANCE = 1000;
   public static final double MAX_AMOUNT = 1000;
   public static final int DELAY = 10;
   
   public static void main(String[] args)
   {
      Bank bank = new Bank(NACCOUNTS, INITIAL_BALANCE);
      for (int i = 0; i < NACCOUNTS; i++)
      {
         int fromAccount = i;
         Runnable r = () -> {
            try
            {
               while (true)
               {
                  int toAccount = (int) (bank.size() * Math.random());
                  double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();
                  bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);
                  Thread.sleep((int) (DELAY * Math.random()));
               }
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
            }            
         };
         Thread t = new Thread(r);
         t.start();
      }
   }
}

运行结果：

 实验1：测试程序2（5分）

l 在Elipse环境下调试教材655页程序14-8，结合程序运行结果理解程序；

l 掌握synchronized在多线程同步中的应用。

package synch2;

import java.util.*;

/**
 * 具有多个使用同步原语的银行账户的银行。
 * @version 1.30 2004-08-01
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Bank
{
   private final double[] accounts;

   /**
    * 建设银行。
    * @param n 账号
    * @param initialBalance 每个账户的初始余额
    */
   public Bank(int n, double initialBalance)
   {
      accounts = new double[n];
      Arrays.fill(accounts, initialBalance);
   }

   /**
    * 把钱从一个账户转到另一个账户。
    * @param 从账户转账
    * @param 转到要转账的账户
    * @param 请允许我向你转达
    */
   public synchronized void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException
   {
      while (accounts[from] < amount)
         wait();
      System.out.print(Thread.currentThread());
      accounts[from] -= amount;
      System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
      accounts[to] += amount;
      System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
      notifyAll();
   }

   /**
    * 获取所有帐户余额的总和。
    * @return 总余额
    */
   public synchronized double getTotalBalance()
   {
      double sum = 0;

      for (double a : accounts)
         sum += a;

      return sum;
   }

   /**
    * 获取银行中的帐户数量。
    * @return 
    */
   public int size()
   {
      return accounts.length;
   }
}

package synch2;

import java.util.*;

/**
 * 具有多个使用同步原语的银行账户的银行。
 * @version 1.30 2004-08-01
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Bank
{
   private final double[] accounts;

   /**
    * 建设银行。
    * @param n 账号
    * @param initialBalance 每个账户的初始余额
    */
   public Bank(int n, double initialBalance)
   {
      accounts = new double[n];
      Arrays.fill(accounts, initialBalance);
   }

   /**
    * 把钱从一个账户转到另一个账户。
    * @param 从账户转账
    * @param 转到要转账的账户
    * @param 请允许我向你转达
    */
   public synchronized void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException
   {
      while (accounts[from] < amount)
         wait();
      System.out.print(Thread.currentThread());
      accounts[from] -= amount;
      System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
      accounts[to] += amount;
      System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
      notifyAll();
   }

   /**
    * 获取所有帐户余额的总和。
    * @return 总余额
    */
   public synchronized double getTotalBalance()
   {
      double sum = 0;

      for (double a : accounts)
         sum += a;

      return sum;
   }

   /**
    * 获取银行中的帐户数量。
    * @return 
    */
   public int size()
   {
      return accounts.length;
   }
}

  运行结果：

实验1：测试程序3（5分）

l 在Elipse环境下运行以下程序，结合程序运行结果分析程序存在问题；

l 尝试解决程序中存在问题。

class Cbank
 
{
 
     private static int s=2000;
 
     public   static void sub(int m)
 
     {
 
           int temp=s;
 
           temp=temp-m;
 
          try {
 
     Thread.sleep((int)(1000*Math.random()));
 
   }
 
           catch (InterruptedException e)  {              }
 
          s=temp;
 
          System.out.println("s="+s);
 
  }
 
}
 
  
 
  
 
class Customer extends Thread
 
{
 
  public void run()
 
  {
 
   for( int i=1; i<=4; i++)
 
     Cbank.sub(100);
 
    }
 
 }
 
public class Thread3
 
{
 
 public static void main(String args[])
 
  {
 
   Customer customer1 = new Customer();
 
   Customer customer2 = new Customer();
 
   customer1.start();
 
   customer2.start();
 
  }
 
}

运行结果：

改进:

package sdfsd;

class Cbank
{
private static int s=2000;
public synchronized static void sub(int m)
{
int temp=s;
temp=temp-m;
try {
Thread.sleep((int)(1000*Math.random()));
}
catch (InterruptedException e) { }
s=temp;
System.out.println("s="+s);
}
}


class Customer extends Thread
{
public void run()
{
for( int i=1; i<=4; i++)
Cbank.sub(100);
}
}

public class Thread3
{
public static void main(String args[])
{
Customer customer1 = new Customer();

Customer customer2 = new Customer();
customer1.start();
customer2.start();
}
}

实验2：结对编程练习包含以下4部分（10分）

1)   程序设计思路简述；

2)   符合编程规范的程序代码；

3)   程序运行功能界面截图；

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Mythread mythread = new Mythread();
        Thread ticket1 = new Thread(mythread);
        Thread ticket2 = new Thread(mythread);
        Thread ticket3 = new Thread(mythread);
        ticket1.start();
        ticket2.start();
        ticket3.start();
    }
}

class Mythread implements Runnable {
    int ticket = 1;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }

            synchronized (this) {
                if (ticket <= 10) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "窗口售：第" + ticket + "张票");
                    ticket++;
                }
                if (ticket > 10) {
                    flag = false;
                }
            }
        }
    }

}

运行结果：

实验总结：（5分）

       在本周的学习中，我学习了线程同步这一知识点，我了解到这一知识点是用来解决多线程并发运行不确定性问题。了解了并发多线程的两种解决方法，一种是锁对象，还有一种是synchronized关键字。还有wait()、notify 和notifyAll()方法。 这学期Java课程已经结束了，在学习过程中感谢代老师认真负责传授知识，助教耐心帮带，非常感谢。