201871010134-周英杰《面向对象程序设计（java）》第十七周学习总结
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项目 |
内容 |
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《面向对象程序设计（java）》 |
https://home.cnblogs.com/u/nwnu-daizh/ |
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这个作业的要求在哪里 |
https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/12073034.html |
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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 |
第一部分：
线程同步
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：
1.Java SE 5.0中引入ReentrantLock类。
2.在共享内存的类方法前加synchronized修饰符。
public synchronized static void sub(int m)
方案一：锁对象与条件对象
用ReentrantLock保护代码块的基本结构如下：
myLock.lock();
try {
critical section
} finally{
myLock.unlock(); }
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。
方案二： synchronized关键字
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。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。
对象锁：
synchronized方法（对当前对象进行加锁）
synchronized代码块（对某一个对象进行加锁）
如果要使用同步代码块必须设置一个要锁定的对象，所以一般可以锁定当前对象:this.
synchronized锁多对象
当synchronized锁多个对象时不能实现同步操作，由此可以得出关键字synchronized取得的锁都是对象锁，而不是将一段代码或者方法（函数）当作锁。
全局锁
实现全局锁有两种方式：将synchronized关键字用在static方法上synchronized加到static静态方法上是对Class类上锁，而synchronized加到非static方法上是给对对象上锁。Class锁可以对类的所有对象实例起作用。 用synchronized对类的Class对象进行上锁synchronized(class)代码块的作用与synchronized static方法的作用一样。
多线程访问synchronized的八种方法：
1两个线程同时访问一个对象的 synchronized 方法，同步执行；
2.两个线程访问的是两个对象的 synchronized 方法，并行执行；
3.两个线程同时访问一个 synchronized 静态方法，同步执行；
4.两个线程同时访问 synchronized 方法与非 synchronized 方法，并发执行；
5.两个线程同时访问同一个对象的不同 synchronized 方法，同步执行；
6.两个线程同时访问静态 synchronized 方法和非静态 synchronized 方法，并行执行；
7.方法抛异常后，会释放锁；
8.在 synchronized 方法中调用了普通方法，就不是线程安全的了，synchronized 的作用范围只在 “{}” 内；
第二部分：
实验一：
测试程序1：
测试代码：
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：
测试程序2：
运行代码:
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; /** * * 这个程序展示了多个线程如何使用同步方法安全地访问数据结构。 * @version 1.31 2015-06-21 * @author Cay Horstmann */ public class SynchBankTest2 { 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;
测试程序3：
运行代码：
package test2; 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：
实验2 编程练习
利用多线程及同步方法，编写一个程序模拟火车票售票系统，共3个窗口，卖10张票，程序输出结果类似（程序输出不唯一，可以是其他类似结果）。
Thread-0窗口售：第1张票
Thread-0窗口售：第2张票
Thread-1窗口售：第3张票
Thread-2窗口售：第4张票
Thread-2窗口售：第5张票
Thread-1窗口售：第6张票
Thread-0窗口售：第7张票
Thread-2窗口售：第8张票
Thread-1窗口售：第9张票
Thread-0窗口售：第10张票
程序设计思路简述：
程序的主要设计思路没有太繁琐，只是新建三个售票口，在thread类中创建线程并开启线程，然后在run方法中定义线程任务，进行异常处理后设计在10张票数内时将售票情况进行打印，票数超过10张时程序结束。
执行代码：
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：
结对编程时照片：
实验总结：
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。线程同步主要是为了解决多线程并发运行不确定性问题，使得多个线程中在一个线程使用某种方法时候，另一线程要使用该方法，就只能等待。学习了解决多线程同步问题的两种方案，其中注意点有：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。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.在这一章中我感觉java很贴近生活，使我有了很大的学习兴趣，一次有了更大的学新动力。
