201871010116-祁英红《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

《面向对象程序设计(java)》

https://home.cnblogs.com/u/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)

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)

……

解决方案一: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:

1、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。

2、锁管理试图进入被保护代码段的线程。

3、锁可拥有一个或多个相关条件对象。

4、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。

解决方案二: synchronized关键字

synchronized关键字作用:

1、某个类内方法用synchronized 修饰后,该方法被称为同步方法;

2、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。

3、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。

4、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

(1)synchronized方法(对当前对象进行加锁)

(2)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.

(3)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:

(1) 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。

(2) 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:

一:两个线程同时访问一个对象的 synchronized 方法,同步执行;

二:两个线程访问的是两个对象的 synchronized 方法,并行执行;

三:两个线程同时访问一个 synchronized 静态方法,同步执行;

四:两个线程同时访问 synchronized 方法与非 synchronized 方法,并发执行;

五:两个线程同时访问同一个对象的不同 synchronized 方法,同步执行;

六:两个线程同时访问静态 synchronized 方法和非静态 synchronized 方法,并行执行;

七:方法抛异常后,会释放锁;

八: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:实验部分

实验1:测试程序1(5分)

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();//在等待条件前,锁必须由当前线程保持。
   }

   /**
    * 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();//加锁
      try
      {//锁对象引用条件对象
         while (accounts[from] < amount)
            sufficientFunds.await();//造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
         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();//如果所有的线程都在等待此条件,则唤醒所有线程
      }
      finally
      {
         bankLock.unlock();//解锁。
      }
   }

   /**
    * 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()));//在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
               }
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
            }            
         };
         Thread t = new Thread(r);
         t.start();//使线程开始执行
      }
   }
}

  运行结果如下:

有关锁对象和条件对象的关键要点:

1、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。

2、锁管理试图进入被保护代码段的线程。

3、锁可拥有一个或多个相关条件对象。

4、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。

实验1:测试程序2(5分)

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();//添加一个线程到等待一个集中
      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();//解除当前线程的阻塞状态
   }

   /**
    * 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;//内部类的使用
         Runnable r = () -> {
            try
            {
            	while (true)
                {
                   int toAccount = (int) (bank.size() * Math.random());//拿出一个随机账户
                   double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();//设定随机一笔钱
                   bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);//转账操作
                   Thread.sleep((int) (DELAY * Math.random()));//随机休眠时间
                }
            }
            catch (InterruptedException e)//抛出异常
            {
            }
         };
         Thread t = new Thread(r);
         t.start();
      }
   }
}

  运行结果如下:

多线程访问synchronized的八种方法:

一:两个线程同时访问一个对象的 synchronized 方法,同步执行;

二:两个线程访问的是两个对象的 synchronized 方法,并行执行;

三:两个线程同时访问一个 synchronized 静态方法,同步执行;

四:两个线程同时访问 synchronized 方法与非 synchronized 方法,并发执行;

五:两个线程同时访问同一个对象的不同 synchronized 方法,同步执行;

六:两个线程同时访问静态 synchronized 方法和非静态 synchronized 方法,并行执行;

七:方法抛异常后,会释放锁;

八: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;

实验1:测试程序3(5分)

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();
  }
}  

运行结果如下:

改进后代码如下:

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();
  }
}

  运行结果如下:

实验2:结对编程练习包含以下4部分(10分)

结对伙伴:李华

1)   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;

2)   符合编程规范的程序代码;

package math;

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);//新建三个Thread类对象
        ticket1.start();
        ticket2.start();
        ticket3.start();//调用thread类的start方法来开启线程
    }
}

class Mythread implements Runnable {//实现runnable接口进行线程的创建
    int ticket = 1;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {//将线程任务代码定义到run方法中
        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++;//票数在10张之内时,进行打印直到售出10张票时停止
                }
                if (ticket > 10) {
                    flag = false;
                }
            }
        }
    }

}

3)   程序运行功能界面截图;

 

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。学习了解决多线程同步问题的两种方案,分别是锁对象与条件对象引用和 synchronized关键字。在实验课上收获了当注释调代码sufficientFunds.await();会出现死锁状态等知识,感受颇多。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 线程结束等待。以后会坚持学习Java。

posted @ 2019-12-22 16:06  祁英红Q  阅读(128)  评论(1编辑  收藏  举报