201871010109-胡欢欢《面向对象程序设计(java)》第十七周学习总结

java

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https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/

这个作业的要求在哪里

https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/11435127.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

第一部分:总结线程同步技术

当我们使用多个线程访问同一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。
要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题,Java中提供了同步机制
(synchronized)来解决。
根据案例简述:

窗口1线程进入操作的时候,窗口2和窗口3线程只能在外等着,窗口1操作结束,窗口1和窗口2和窗口3才有机会进入代码
去执行。也就是说在某个线程修改共享资源的时候,其他线程不能修改该资源,等待修改完毕同步之后,才能去抢夺CPU
资源,完成对应的操作,保证了数据的同步性,解决了线程不安全的现象。

有三种方式完成同步操作:

1. 同步代码块。
2. 同步方法。
3. 锁机制。

同步代码块:

synchronized 关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
格式:
同步锁:
对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.
1. 锁对象 可以是任意类型。
2. 多个线程对象 要使用同一把锁。
注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着
(BLOCKED)。

public class Ticket implements Runnable{

private int ticket = 100;

Object lock = new Object();

/*

* 执行卖票操作

*/

@Override

public void run() {

//每个窗口卖票的操作

//窗口 永远开启

while(true){

synchronized (lock) {

if(ticket>0){//有票 可以卖

//出票操作

//使用sleep模拟一下出票时间

try {

Thread.sleep(50);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto‐generated catch block

e.printStackTrace();

}

//获取当前线程对象的名字

String name = Thread.currentThread().getName();

System.out.println(name+"正在卖:"+ticket‐‐);

}

}

}

同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外
等着。
格式:
同步锁是谁?
对于非static方法,同步锁就是this。
对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

public class Ticket implements Runnable{

private int ticket = 100;

/*

* 执行卖票操作

*/

@Override

public void run() {

//每个窗口卖票的操作

//窗口 永远开启

while(true){

sellTicket();

}

}

/*

* 锁对象 是 谁调用这个方法 就是谁

* 隐含 锁对象 就是 this

*

*/

public synchronized void sellTicket(){

if(ticket>0){//有票 可以卖

//出票操作

//使用sleep模拟一下出票时间

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto‐generated catch block

e.printStackTrace();

Lock锁
java.util.concurrent.locks.Lock 机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作,
同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。
Lock锁也称同步锁,加锁与释放锁方法化了,如下:
public void lock() :加同步锁。
public void unlock() :释放同步锁。

public class Ticket implements Runnable{

private int ticket = 100;

Lock lock = new ReentrantLock();

/*

* 执行卖票操作

*/

@Override

public void run() {

//每个窗口卖票的操作

//窗口 永远开启

while(true){

lock.lock();

if(ticket>0){//有票 可以卖

//出票操作

//使用sleep模拟一下出票时间

try {

Thread.sleep(50);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto‐generated catch block

e.printStackTrace();

}

//获取当前线程对象的名字

String name = Thread.currentThread().getName();

System.out.println(name+"正在卖:"+ticket‐‐);

}

lock.unlock();

}

}

}

第二部分:实验部分

1、实验目的与要求

(1) 掌握线程同步的概念及实现技术;

(2) 线程综合编程练习

2、实验内容和步骤

实验1:测试程序并进行代码注释。

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 线程;

/**

* This program shows how multiple threads can safely access a data structure.

* @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);//创建银行类

for (int i = 0; i < NACCOUNTS; i++)

{

int fromAccount = i;

//Runnable类创建多线程

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);//实现Thread类

t.start();

}

}

}

package synch;

import java.util.*;

import java.util.concurrent.locks.*;

/**

* A bank with a number of bank accounts that uses locks for serializing access.

* @version 1.30 2004-08-01

* @author Cay Horstmann

*/

public class Bank

{

private final double[] accounts;//创建一个账户数组

private Lock bankLock;

private Condition sufficientFunds;

/**

* Constructs the bank.

/* * @param n the number of accounts

* @param initialBalance the initial balance for each account

*/

public Bank(int n, double initialBalance)//创建构造方法bank

{

accounts = new double[n];

Arrays.fill(accounts, initialBalance);

bankLock = new ReentrantLock();//创建一个ReentrankLock对象,名为bankLock

sufficientFunds = bankLock.newCondition();//调用newCondition方法获得一个条件对象

}

/**

* Transfers money from one account to another.

* @param from the account to transfer from

* @param to the account to transfer to

* @param amount the amount to transfer

*/

public void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException

//创建转账的方法

{

bankLock.lock();//获取一个锁,如果锁同时被另一个线程拥有则发生阻塞

try

{

while (accounts[from] < amount)//判断账户余额是否少于要转账的金额

sufficientFunds.await();//让线程进入阻塞状态

System.out.print(Thread.currentThread());

accounts[from] -= amount;//进行转账操作

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();//解除等待线程的阻塞

}

finally

{

bankLock.unlock();

}

}

/**

* Gets the sum of all account balances.

* @return the total balance

*/

public double getTotalBalance()

{

bankLock.lock();

try

{

double sum = 0;

for (double a : accounts)

sum += a;

return sum;

}

finally

{

bankLock.unlock();

}

}

/**

* Gets the number of accounts in the bank.

* @return the number of accounts

*/

public int size()

{

return accounts.length;

}

}

测试程序2:

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;

/**

* This program shows how multiple threads can safely access a data structure,

* using synchronized methods.

* @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();

}

}

}

package 线程;

import java.util.*;

/**

* A bank with a number of bank accounts that uses synchronization primitives.

* @version 1.30 2004-08-01

* @author Cay Horstmann

*/

public class Bank

{

private final double[] accounts;//创建一个数组类型的账户

/**

* Constructs the bank.

* @param n the number of accounts

* @param initialBalance the initial balance for each account

*/

public Bank(int n, double initialBalance)//创建构造方法bank

{

accounts = new double[n];

Arrays.fill(accounts, initialBalance);//初始平衡每个帐户的初始余额

}

/**

* Transfers money from one account to another.

* @param from the account to transfer from

* @param to the account to transfer to

* @param amount the amount to transfer

*/

public synchronized void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException

//使用synchronsized修饰的方法,使其为同步方法

{

while (accounts[from] < amount)//判断账户余额是否少于要转账的金额

wait();//如果是让该线程进入wait方法,线程的阻塞

System.out.print(Thread.currentThread());

accounts[from] -= amount;//进行转账操作

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();//接触那些在 对象上调用wait方法的线程阻塞状态

}

/**

* Gets the sum of all account balances.

* @return the total balance

*/

public synchronized double getTotalBalance()//synchronized所修饰的方法

{

double sum = 0;

for (double a : accounts)//对账户进行遍历,得到账户是总额

sum += a;

return sum;

}

/**

* Gets the number of accounts in the bank.

* @return the number of accounts

*/

public int size()

{

return accounts.length;

}

}

测试程序3:

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();

}

}

问题:由于多个线程同时进行执行,影响线程安全

解决代码:

package 线程;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Cbank {

static Lock lock=new ReentrantLock();

private static int s = 2000;

public static void sub(int m) {

lock.lock();

int temp = s;

temp = temp - m;

try {

Thread.sleep((int) (1000 * Math.random()));

} catch (InterruptedException e) {

}

s = temp;

System.out.println("s=" + s);

lock.unlock();

}

}

package 图像程序设计;

import 线程.Customer;

public class Thread3 {

public static void main(String[] args) {

{

Customer customer1 = new Customer();

Customer customer2 = new Customer();

customer1.start();

customer2.start();

}

}

}

package 线程;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Customer extends Thread {

// Object lock = new Object();

// Lock lock=new ReentrantLock();

public void run() {

//synchronized (lock) {

for (int i = 1; i <= 4; i++) {

Cbank cbank = new Cbank();

cbank.sub(100);

//}

}

}

}

第二种:

package border;

class Cbank

{

private static int s=2000;

public static synchronized 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();

}

}

运行截图:

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

编程代码:

package sy;

public class Tickets {

public static void main(String[] args) {

Ticket ticket=new Ticket();

Thread t1= new Thread(ticket,"Thread-0");

Thread t2 = new Thread(ticket,"Thread-1");

Thread t3 = new Thread(ticket,"Thread-2");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

package sy;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Ticket implements Runnable {

private int ticket =1;

Lock lock = new ReentrantLock();

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

while (true) {

// 每个窗口永远开启

lock.lock();

if (ticket <=10) {

try {

Thread.sleep(50);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

// 获得当前线程对象名字

String name = Thread.currentThread().getName();

System.out.println(name + "窗口售:第" + ticket+++"张票");

}

lock.unlock();

}

}

}

第三部分:实验总结

通过本次实验我对线程的理解得以加深,并且学习到了线程常见问题的解决方法,在今后我会继续努力。

以上是 201871010109-胡欢欢《面向对象程序设计(java)》第十七周学习总结 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/390829.html

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