OO第二阶段总结

设计策略总结

1. 多线程电梯
   这次作业我主要设计了Scheduler，三个elevator，input共五个线程。input线程和Scheduler之间用一个请求队列作为共享对象连接。Scheduler和elevator一个单独的共享对象，而是将三个elevator作为Scheduler内部的对象，让Scheduler通过同步方法访问elevator的状态信息。
2. 文件监控
   我在这次作业的设计中主要有summary，detail，file trigger，directory trigger，test，main这六类线程。
   其中summary和detail两个类用了单例设计模式，保证全局都是用一个对象，并同步写入指定的记录文本。
   file trigger和directory trigger两个类会为每个将空对象建立一个线程，使用snapshot和SafeFile类作为共享对象，snapshot类记录文件更改信息，用于前后对比。SafeFile类用于同步读写文件操作，保证文件操作线程安全。
3. 出租车系统
   此次作业中有taxi，requestScheduler，input三个线程。其中每个taxi为一个线程，负责控制出租车在有无请求的状态下移动，input每输入一个请求，立即建立一个requestScheduler请求调度线程，这个线程负责在指定的三秒时间窗内向出租车发送请求，并在时间窗结束后选择合适的出租车分配请求。我在全局建立了一个taxi数组，桉顺序存放所有的taxi，requstScheduler可以访问这个数组并调用taxi类的同步方法得到taxi的信息，进行请求分配。

基于度量的程序结构分析

1. 多线程电梯

复杂度分析

Elevator控制运动的方法继承了前几次作业，没有重构，所以复杂度较大。
另外inputHandler类由于需要解析字符串，也嵌套了大量判断，导致环路复杂度较高。

设计缺点：

1. 电梯控制方法比较混乱，导致复杂度高，而且调试过程很繁琐，需要重构改进。
2. 我的程序在需要不停的循环查找、分配请求，这样会比较浪费cpu资源，需要使用对象监控器做到wait()，notify()的工作模式，减少进程空跑的时间。
3. 请求分配，执行过程比较复杂。首先，在我的设计中，电梯作为调度器内部的变量，没有中间共享对象，这样就将二者混成一个整体，结构不清晰，类的功能实现也比较复杂。另外，电梯内部我设置了一个自调度器，自调度器接受请求还需要通过电梯对象传递，这就增加了实现的复杂度。相比如下的设计方式会更简洁。
   这些问题归根到底还是因为最初的设计不够充分，导致后续更改要不断包容之前的缺陷，导致整体越来越笨重。
   

2. 文件监控

复杂度分析

这一次作业复杂度比较平衡，各个类及其方法都比较均衡。

设计缺点

1. 从类图上看，类的从属关系还是比较复杂，分析可见在触发器类中定义了detail，summary，snapshot，SafeFile这些类的对象，这让触发器的内容比较多，程序功能的实现也确实主要依赖于触发器线程。
   优点：
2. 在DetailThread，SummaryThread，SafeFile三个类中使用了单例设计模式，并在其中使用类对象同步的方法，保证了线程安全。
3. 在这次作业中，每个类的复杂度都不高，比较平均。
   

3. 出租车系统

复杂度分析

本程序主要有mapInfo类和Taxi类。
在maoInfo类中有一个方法用于计算一个节点连接的其他节点，由于map用0-3四个数字表示连接情况，所以这个方法中用了较多的判断，导致复杂度较大。
在Taxi类的Run方法中，由于Taxi需要根据当前状态以及运动，所以在里我写了一个状态机，也存在循环和判断的嵌套，使复杂度较高。

设计优缺点

缺点：

1. Taxi运动控制方法比较混乱，而且出现了bug。
2. Record记录比较繁琐，按照作业要求，taxi在接单后的所有运动信息都要记录，所以我定义了一个record类用于记录信息，并在每次运动后调用对应的方法，记录信息，在写程序时，很多地方都要调用record对象的方法，容易漏掉。

优点：

1. 共享对象OrderMatrix和mapInfo用了单例设计模式，保证信息一致和线程安全。
   OrderaMatrix用于记录请求信息，并判断同质。
   

Bug分析

1. 多线程电梯
   死锁导致无效。。对锁的用法理解不好。
2. 文件监控
   未发现bug
3. 出租车
   (1) 寻路算法出错，对已查看过的点为标记，导致重复查找，对远点路径查找会卡死。
   (2) 输入的无效请求，判断正确，但是字符串处理方法未及时return，结果定义了一个无效的请求对象。

体会与感悟

锁

在多线程电梯作业中出现了死锁bug，导致了作业无效。这里谈一下我对锁的理解。
java中锁有几类，对象锁，类锁，读写锁。

1. 对象锁和类锁
   得到锁的方式：synchronized关键字修饰。
   synchronized修饰非静态方法、同步代码块的synchronized (Object)用法的用法锁的是对象，线程想要执行对应同步代码，需要获得对象锁。
   synchronized修饰静态方法以及同步代码块的synchronized (类.class)用法锁的是类，线程想要执行对应同步代码，需要获得类锁。
   释放锁：在synchronized修饰的代码段结束。对于对象锁也可以在synchronized修饰部分调用该对象的wait()方法释放锁，进入等待状态。
2. 读写锁
   读写锁分为读锁和写锁，多个读锁之间是不需要互斥的(读操作不会改变数据，如果上了锁，反而会影响效率)，写锁和写锁之间需要互斥，写锁和读锁之间需要互斥。
3. wait()，notify() 用法
   二者都必须在synchronized修饰下使用，且调用的是同步对象的方法，即同步对象等待，同步对象被唤醒。