一. 综述
在本单元中我们初步学习了多线程的知识，熟悉实现线程安全的方法，逐步迭代开发实现了电梯调度系统。
UML类图如下：
UML协作图如下：
二.作业分析
第一次作业
要求：每栋楼各一部电梯，保证乘客不会发出跨楼座请求。
架构设计
架构和策略实现
采用生产者消费者模式，为5栋楼各设置一个Schedule用来处理发到该楼的请求，Schedule类维护一个elevator的list用以管理该栋楼的电梯。此时Schedule为生产者向ekevator发送请求，elevator为消费者消耗请求。设置一个RequestPool用以处理全部的输入，将输入的请求发送到相应Schedule，此时RequestPool为生产者，controller为消费者。对于具体的elevator而言，电梯采用的捎带策略为look。
线程安全控制
同步块设置为Schedule中的requestQueue由Schedule和RequestQueue共享，Schedule只读，RequestQueue只写。Elevator中的todo由Elevator和Controller共享，Elevator只读，Schedule只写。
线程安全退出条件为，全部输入结束时RequestQueue结束，全部输入结束且Schedule的requestQueue为空Schedule结束， Schedule结束且乘客请求处理完Elevator退出。
BUG分析
本次作业几乎不会出现bug，但对于线程安全输出还是存在bug。在阅读指导书时没有理解何为线程不安全的输出，由于System.out.println()本身是线程安全的，所以平常没有体会到这一点。解决方法是在Timeout.println()外加synchronized即可。
第二次作业
要求：增加了横向电梯，同楼栋可存在多部纵向电梯，可实现电梯的跨楼层操作。但是对于请求加上了较强的限制，只允许乘客在同一层楼或同一栋楼发出请求，不允许同时跨楼层和跨楼栋。
架构设计
架构和策略实现
沿用了上次的设计，由于本次作业横向电梯和纵向电梯没有交际，所以采用同样的方式对于横向电梯进行管理。设置一个controller维护floorElevator的list管理全部横向电梯。RequestQueue将请求分发给controller,controller再发给电梯。对于纵向电梯，采用controller调度给elevator分发请求，优先将请求发给可稍带的、较近的电梯，电梯无需处理请求调度和分发的工作。对于横向电梯也采用类似look的策略运行。
线程安全控制
同步块设置和上次基本一致，区别在于Controller会共享多个电梯的todo。
线程安全退出方式和上次相同，采用RequestPool--Controller--Elevator依次退出的方式结束程序。
BUG分析
本次作业出现了轮询的BUG，原因是调度策略写的逻辑有问题。最初的调度策略是判断当前Controller请求列表中的请求是否能由电梯捎带，如果能就分发下去。但是不能捎带的请求就会被留在队列中，导致队列被反复查询造成CPU时长过高。当时写的时候重点考虑了如果都能捎带的情况下该如何分配，忽略了不能捎带的请求的问题，在本地正确性检验是没有问题的导致疏忽了轮询问题的检查。
第三次作业
要求：增加了对横向电梯的限制，限制横向电梯可到达的楼栋，同时同一层可以有多部横向电梯。本次作业乘客的请求可以同时跨楼层跨楼栋。
架构设计
架构和策略实现
本次作业修改了调度策略，采取自由竞争的做法，controller不再作为一个线程，而只是保存请求列表的容器。调度方法为，根据当前的电梯到达情况维护一张图，对每个请求都在这张图里找最短路，将请求拆分为只有横向或纵向的请求，由这些请求构成一个请求list发送给相应controller,由最早到达且能够处理该请求的电梯抢到请求并处理，对于没有一次处理完的请求，再将请求列表发回相应controller，直到该请求被完成。
线程安全控制
同步块设置上将Controller的请求list暴露给其管理的电梯。新增了Count类用以统计剩余未完成的请求数，该类由单例模式实现，暴露给InputThread和全部电梯。
线程安全退出上，利用Count计数，当input结束并且全部请求都被做完时，唤醒全部电梯结束其线程。
BUG分析
没有看到指导书里可以允许同楼层存在多部横向电梯，导致强测所有有多部横向电梯的点全部超时。原因时存储横向电梯采用HashMap存储，key为楼层，当新的电梯加入时会把原来电梯覆盖而导致原来电梯无法结束线程。解决方法是用ArrayList存储横向电梯，同时在策略上让横向电梯也采取自由竞争的方式即可。
三.心得体会
线程安全
为避免线程不安全等问题，需要在设计前明确所有的共享对象、访问共享对象的线程。当存在多个共享对象和多个线程时，要考虑多个线程访问共享对象的顺序，避免出现死锁。
层次化设计
