201271050130-滕江南-《面向对象程序设计（java）》第十七周学习总结
201271050130-滕江南-《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）
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项目 |
内容 |
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这个作业属于哪个课程 |
https://www.cnblogs.com/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 |
随笔博文正文内容包括：
第一部分：总结线程同步技术（10分）
1、线程的终止
-当线程的run方法执行方法体中最后一条语句后，或者出现了在run方法中没有捕获的异常时，线程将终止，让出CPU使用权。
- 调用interrupt()方法也可终止线程。
void interrupt()
– 向一个线程发送一个中断请求，同时把这个线程的“interrupted”状态置为true。
– 若该线程处于 blocked 状态 ，会抛出 InterruptedException。
2、测试线程是否被中断的方法
Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法。
-static boolean interrupted()
– 检测当前线程是否已被中断 ，并重置状态 “interrupted”值为false。
-boolean isInterrupted()
– 检测当前线程是否已被中断 ，不改变状态 “interrupted”值 。
3、线程的状态
-利用各线程的状态变换，可以控制各个线程轮流使用CPU，体现多线程的并行性特征。
-线程有如下7种状态：
➢ New (新建)
➢ Runnable (可运行)
➢ Running(运行)
➢ Blocked (被阻塞)
➢ Waiting (等待)
➢ Timed waiting (计时等待)
➢ Terminated (被终止)
4、新创建线程
-new（新建）
线程对象刚刚创建，还没有启动，此时线程还处于不可运行状态。例如: Thread thread=new Thread(r); 此时线程thread处于新建状态，有了相应的内存空间以及其它资源。
5、可运行线程
- runnable（可运行状态)
➢ 此时线程已经启动，处于线程的run()方法之中。
➢ 此时的线程可能运行，也可能不运行，只要 CPU一空闲，马上就会运行。
➢ 调用线程的start()方法可使线程处于“可运行”状态。例如： thread.start();
6、被阻塞线程和等待线程
- blocked (被阻塞)
➢ 一个正在执行的线程因特殊原因，被暂停执行， 进入阻塞状态。
➢ 阻塞时线程不能进入队列排队，必须等到引起阻塞的原因消除，才可重新进入排队队列。
➢ 引起阻塞的原因很多，不同原因要用不同的方法解除。
-sleep(),wait()是两个常用引起线程阻塞的方法。
7、线程阻塞的三种情况
- 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。
- 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
-其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join() 或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超 时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
8、被终止的线程
Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二：
➢ 一是run()方法中最后一个语句执行完毕而自然死亡。
➢ 二是因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡。
➢ 可以调用线程的 stop 方 法 杀 死 一 个 线 程（thread.stop();)，但是，stop方法已过时， 不要在自己的代码中调用它。
9、多线程调度
-Java 的线程调度采用优先级策略:
➢ 优先级高的先执行，优先级低的后执行；
➢ 多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级，缺省时，继承其父类的优先级；
➢ 任务紧急的线程，其优先级较高；
➢ 同优先级的线程按“先进先出”的队列原则；
10、Thread类有三个与线程优先级有关的静态量：
➢ MAX_PRIORITY：最大优先权,值为10；
➢ MIN_PRIORITY：最小优先权,值为1；
➢ NORM _PRIORITY：默认优先权,值为5。
Java 的线程调度采用优先级策略:优先级高的先执行，优先级低的后执行；多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级，缺省时，继承其父类的优先级； 任务紧急的线程，其优先级较高； 同优先级的线程按“先进先出”的队列原则。
调用setPriority(int a)重置当前线程的优先级，a取值可以是前述的三个静态量。调用getPriority()获得当前线程优先级。
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：J ava SE 5.0中引入ReentrantLock类。 在共享内存的类方法前加synchronized修饰符。
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。
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。
在同步方法中使用wait()、notify 和notifyAll()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。
第二部分：实验部分
实验1：测试程序1（5分）
测试程序1：
l 在Elipse环境下调试教材651页程序14-7，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握利用锁对象和条件对象实现的多线程同步技术。
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：
实验1：测试程序2（5分）
l 在Elipse环境下调试教材655页程序14-8，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握synchronized在多线程同步中的应用。
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; 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; } }
运行结果：
实验1：测试程序3（5分）
l 在Elipse环境下运行以下程序，结合程序运行结果分析程序存在问题；
l 尝试解决程序中存在问题。
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：
改进:
package sdfsd; 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(); } }
实验2：结对编程练习包含以下4部分（10分）
1) 程序设计思路简述；
2) 符合编程规范的程序代码；
3) 程序运行功能界面截图；
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：
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。了解了并发多线程的两种解决方法，一种是锁对象，还有一种是synchronized关键字。还有wait()、notify 和notifyAll()方法。 这学期Java课程已经结束了，在学习过程中感谢代老师认真负责传授知识，助教耐心帮带，非常感谢。
