201621123034 《Java程序设计》第11周学习总结
作业11-多线程
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
1. 源代码阅读:多线程程序BounceThread
1.1 BallRunnable类有什么用?为什么代码中需要调用Thread.sleep
进行休眠?
答:BallRunnable类
实现了Runnable
接口,创建了线程类,而Runnable
中的run
中则写出了运行方法。run
中通过for循环不断调用move
和repaint
来画出小球的移动轨迹,并且使用了Thread.sleep
来让线程进行一段时间的休眠。
Thread.sleep
进行休眠能够延缓线程完成的时间,可以让我们看到小球的移动轨迹,若是没有Thread.sleep
,那么该线程就会快速完成,无法看到小球的移动轨迹。
1.2 Ball.java只做了两件事,这两件事分别是什么?BallComponent对象是干什么的?其内部的ArrayList有什么用?程序运行过程中,生成了几个BallComponent对象?该程序使用了多线程技术,每个小球是分别在不同的线程中进行绘制吗?
答:
两件事:1.定义move
函数实现小球的移动 2.定义getShape
方法来得到小球的大小和坐标
BallComponent对象是用来添加一个小球和画出一个小球。
其内部的ArrayList是用来存放添加的小球。
程序运行过程中,生成了1个BallComponent对象.
该程序使用了多线程技术,每次通过一次start
,addBall
就会启动一个新的线程,所以每个小球都是分别在不同的线程中进行绘制的。
1.3 选做:程序改写:程序运行时,每个小球都是从固定位置出发。如何改写该程序,使得当点击start时,每个小球可以从不同位置出发、以不同的步进移动?
1.4 选做:不同小球的移动轨迹一模一样。改造程序,使得每个小球运行轨迹不完全一样,比如有的可以走余弦轨迹、有的可以走方波轨迹、有的走布朗运动、有的走五角星,等等。
2. 实验总结:题集(多线程)
2.1 题目:Thread、PrintTask、Runnable与匿名内部类。
并回答:a)通过定义Runnable
接口的实现类来实现多线程程序比通过继承自Thread
类实现多线程程序有何好处?b) 6-1,6-3,6-11实验总结。
答:
a)
好处:
实现Runnable
接口是将线程代码存在接口的子类的run方法,而继承Thread
类则是将线程代码存放Thread子类run方法中,java只能单继承,因此如果是采用继承Thread的方法,那么在以后进行代码重构的时候可能会遇到问题。使用Runnable接口相对于继承Thread类来说,它适合多个相同代码的线程去处理同一个资源的情况 ,而且可以避免由于java的单继承特性带来的局限 ,同时增强了程序的健壮性,使得代码能够被多个线程共享
b)
6-1实验总结: 要将n值给MyThread
类,定义一个private int n;
,然后用this.n = n;
将键盘输入的n值复制给它,再利用for循环将 0->n-1 输出;在此处要注意把System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+isAlive());
放在for循环语句外面。
6-3实验总结: 使用实现Runnable
的匿名内部类来创建任务,在run方法中输出主线程名、线程t1的线程名以及线程t1所实现的所有接口。
6-11实验总结:本题和6-1过程一样的,就是输出的类名以及标识信息不同而已。
2.2 使用Lambda表达式改写6-3
答:
2.3 题目:6-2(Runnable与停止线程)。回答:需要怎样才能正确地停止一个运行中的线程?
答:让线程跑完应有流程,利用private volatile boolean flag = false;
标志来停止。
2.4 选做:6-8(CountDownLatch)实验总结
2.5 选做:6-9(集合同步问题)实验总结
2.6 选做:较难:6-10(Callable),并回答为什么有Runnable了还需要Callable?实验总结。
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)
答:
3.2 选做: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
4. 互斥访问与同步访问
完成题集6-4(互斥访问)与6-5(同步访问)
4.1 除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问,还有什么办法可以使用synchronized实现互斥同步访问,使用代码说明(请出现相关代码及学号)?
答:
可通过synchronized
的同步代码来实现互斥同步访问
4.2 同步代码块与同步方法有何区别?
答:同步代码块是在方法内部使用synchronized
来实现加锁,,而同步方法则是直接在方法名前加synchronized
关键字来进行修饰,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,由此可见同步方法的作用范围要比同步代码块来的大,但范围越大,性能越小,所以同步方法的性能不如同步代码块。
4.3 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:原理:程序被加锁,当它被线程访问时,锁被打开,此时其他线程无法访问该程序,知道线程访问结束后将锁归还才可以被下一个线程访问。
代码:
使用synchronized同步代码块:
不使用synchronized同步代码块:
结果分析:
使用synchronized同步代码块线程开启后,每次运行的线程顺序不一定相同,但是最后的结果都是id=0,意味着当一个线程占用对象资源时,其他线程都处于等待状态,所以加减完后的结果都是一样的。
而不使用synchronized同步代码块开启线程后,线程可能会同时运行,这是可能有的线程在对id++,有的在对id--,它们同时取了id的值,之后返回给id时可能是其中的某一个,这就导致了id的最后结果可能是不同的。
4.4 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?
答:synchronized
关键字 、 notify()和notifyAll()方法
、volatile
关键字
5. 线程间的合作:生产者消费者问题
5.1 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:不正常。运行结果不正常。
因为正常的话仓库最后是无货的,但是该运行结果确实有剩余。这是因为Producer和customer的存取速度不一样,从而导致仓库的货物结果出现异常。
5.2 使用synchronized, wait, notify
解决该问题(关键代码截图,需出现学号)
答:
5.3 选做:使用Lock与Condition对象解决该问题。
6. 面向对象设计作业-图书馆管理系统
6.1 系统的功能模块表格,表格中体现出每个模块的负责人。
答:
学生 | 负责任务 |
---|---|
秦玉 | Library类、Menu类、User类和Uerserve类 |
黄秋菊 | Book类、Main类、测试数据 |
6.2 运行视频
答:
6.3 讲解自己负责的模块,并粘贴自己负责模块的关键代码(出现学号及姓名)。
答:
Book类:用于Library类对书籍处理时的调用类
Main类:显示登录界面,对界面展示的操作相对应内容的类进行调用
7. 选做:使用其他方法解决题目5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。
8. 选做:编写一段代码,证明你会使用ForkJoinPool.
9. 选做:单元测试JUint4
实验任务书中的题目6:单元测试使用JUnit4。
使用JUnit4对两个排序算法的排序时间进行比较,并截图。
3.码云及PTA
题目集:多线程
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
必须出现几个要素:提交日期-用户名(姓名与学号)-不提交说明
3.2 截图"多线程"PTA提交列表
需要有两张图(1. 排名图。2.PTA提交列表图)
3.3 统计本周完成的代码量
需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。
周次 | 总代码量 | 新增代码量 | 总文件数 | 新增文件数 |
---|---|---|---|---|
2 | 141 | 141 | 6 | 6 |
3 | 445 | 380 | 10 | 3 |
5 | 871 | 426 | 16 | 6 |
6 | 1496 | 623 | 26 | 10 |
7 | 2570 | 1076 | 40 | 14 |
8 | 2674 | 104 | 46 | 6 |
9 | 2997 | 323 | 53 | 7 |
10 | 3313 | 316 | 58 | 5 |
11 | 3724 | 411 | 68 | 10 |
12 | 4249 | 525 | 78 | 10 |
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