java第11次作業

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一. 本周學習總結

1.1 以你喜歡的方式（思維導圖或其他）歸納總結多線程相關內容。

二. 書面作業

本次PTA作業題集多線程

1. 原始碼閱讀：多線程程式 BounceThread1.1 BallRunnable類有什麼用？為什麼代碼中需要調用 Thread.sleep進行休眠？

答：BallRunnable類是支援多線程的類，開啟了一個程式，使小球按照指定的規則移動，然後畫出來獲得小球的形狀。代碼中調用Thread.sleep進行休眠是為了延緩線程完成的時間，這樣我們才能看到小球的移動，不然太快了看不到小球的移動軌跡。

1.2題：a) Ball.java只做了兩件事，這兩件事分別是什嗎？

答：move()方法，實現小球的移動； getShape()方法，擷取小球的座標和大小。

b) BallComponent對象是幹什麼的？

答：添加小球；畫出小球。

c)其內部的ArrayList有什麼用？

答：用於存放添加的小球。

d)程式運行過程中，產生了幾個BallComponent對象？

答：只有1個。

e)該程式使用了多線程技術，每個小球是分別在不同的線程中進行繪製嗎？

答：是。每按一次start按鈕，addBall方法都會啟動一個新線程。

2. 實驗總結：題集(多線程)2.1 題目：Thread、PrintTask、Runnable與匿名內部類。並回答：a)通過定義 Runnable介面的實作類別來實現多線程程式比通過繼承自 Thread類實現多線程程式有何好處？

答：Java中不支援多繼承，只能繼承一個父類，但可以繼承多個介面，所以使用實現介面的方法可以避免繼承的局限。使用Runnable實現多線程使多個線程一起完成多個任務。

b) 6-1，6-3，6-11實驗總結。

• 6-1： 在構造該線程的時候，將要迴圈的次數num傳入。然後重寫run()方法。最後使用System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+isAlive())列印標識資訊。
• 6-3：在Main方法中啟動一個線程t1，該線程列印3行資訊： 主線程名；線程t1的線程名 ；線程t1所實現的所有介面，使用System.out.println(Arrays.toString(getClass().getInterfaces()));列印。
• 6-11：這題主要是編寫PrintTask類實現Runnable介面，功能主要是輸出從0到n-1的整數(n在建立PrintTask對象的時候初始化)。並在最後使用System.out.println(Thread.currentThread().getName());輸出標識資訊。

2.2 使用Lambda運算式改寫6-3

Thread t1 = new Thread(        () -> {            System.out.println(mainThreadName);            System.out.println(Thread.currentThread().getName());            System.out.println(Arrays.toString(Thread.class.getInterfaces()));        });

2.3 題目：6-2（Runnable與停止線程）。回答：需要怎樣才能正確地停止一個運行中的線程？

• 6-2：這題的重點主要是run()方法的內容。對每個傳入的word只檢查一遍(檢查完後將word置為null)。跳出無限迴圈後，使用System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " stop")列印標識資訊。
• 答：一般使用一個boolean類型的變數用來終止線程。使用while語句，在運行中通過改變boolean標記值，退出迴圈以達到停止線程的作用。

3. 互斥訪問3.1 修改 TestUnSynchronizedThread.java原始碼使其可以同步訪問。(關鍵代碼，需出現學號)

如下：

4. 互斥訪問與同步訪問

完成題集6-4(互斥訪問)與6-5(同步訪問)

4.1 除了使用 synchronized修飾方法實現互斥同步訪問，還有什麼辦法可以使用 synchronized實現互斥同步訪問，使用代碼說明（請出現相關代碼及學號）？

• 可以使用synchronized代碼塊:

  public static void addId() {//黃子穎 201621123045synchronized (Counter.class) {//代表Counter類型的對象    id++;}}

• 使用顯式的Lock和Condition對象:

  class Account {//黃子穎 201621123045private int balance;public Account(int balance) {    super();    this.balance = balance;}public int getBalance() {    return balance;}public void deposit(int money) {    lock.lock();    try {        balance += money;        condition.signalAll();    } finally {        // TODO: handle finally clause        lock.unlock();    }}public void withdraw(int money) {    lock.lock();    try {        while (balance < money) {            try {                condition.await();            } catch (InterruptedException e) {                throw new RuntimeException(e);            }        }        balance -= money;    } finally {        // TODO: handle finally clause        lock.unlock();    }}private java.util.concurrent.locks.Lock lock = new java.util.concurrent.locks.ReentrantLock();private java.util.concurrent.locks.Condition condition = lock.newCondition();}

4.2 同步代碼塊與同步方法有何區別？

• 同步方法直接在方法上使用 synchronized修飾，實現加鎖；而同步代碼塊在內部使用synchronized代碼塊。
• 同步代碼塊的效能更好些，但是同步方法的範圍比較大。

4.3 實現互斥訪問的原理是什嗎？請使用對象鎖概念並結合相應的代碼塊進行說明。當程式執行 synchronized同步代碼塊或者同步方法時，線程的狀態是怎麼變化的？

答：原理是當資源被一個任務使用時，其上加鎖。現在在訪問某項資源的任務必須鎖定這種資源，這時其他任務無法訪問它。其被解鎖時，另一個任務可以鎖定並且使用該資源了。例如：在下面的程式碼片段中，可以獲得對象“this”上的內部鎖。當執行程式時，如果不能獲得相對應的對象鎖，那麼將不能執行上述代碼塊中的內容，即synchronized同步代碼塊中的i++語句，就必須等待，等待獲得對象鎖。從而通過對象鎖實現了互斥訪問。

class MyCounter{   private int i = 0;   public void increment(){           //i++;           synchronized (this) {        i++;           }   }    ……}

線程的狀態的變化為：如果沒有獲得對象鎖就進入Look Pool狀態，等待同步鎖被釋放；同步鎖釋放後，線程進入Runnable狀態。

4.4 Java多線程中使用什麼關鍵字實現線程之間的通訊，進而實現線程的協同工作？

答：Java多線程中使用wait()和notify()/notifyAll()方法來實現線程之間的通訊，進而實現線程的協同工作的。

5. 線程間的合作：生產者消費者問題5.1 運行MyProducerConsumerTest.java。正常運行結果應該是倉庫還剩0個貨物。多運行幾次，觀察結果，並回答：結果正常嗎？哪裡不正常？為什嗎？

運行結果如下：

答：結果可能會不正常，剩餘貨物可能不為0，可能是其他的數量。因為生產者與消費者的存取速度不一致，可能出現了沒有庫存還在取貨物的情況。

5.2 使用synchronized, wait, notify解決該問題(關鍵代碼，需出現學號)

如下：

6. 物件導向設計作業-圖書館管理系統6.1 系統的功能模組表格，表格中體現出每個模組的負責人。6.2 運行視頻6.3 講解自己負責的模組，並粘貼自己負責模組的關鍵代碼（出現學號及姓名）。三.碼雲及PTA

題目集：多線程

3.1. 碼雲代碼提交記錄

在碼雲的項目中，依次選擇“統計-Commits曆史-設定時間段”, 然後搜尋並
必須出現幾個要素：提交日期-使用者名稱(姓名與學號)-不提交說明

3.2 "多線程"PTA提交列表

需要有兩張圖（1. 排名圖。2.PTA提交列表圖）

3.3 統計本周完成的代碼量

需要將每周的代碼統計情況融合到一張表中。

周次	行數	新增行數	檔案數	新增檔案數
1	115	115	17	17
2	421	306	24	7
3	698	277	30	6
5	1085	387	38	8
6	1497	412	48	10
7	2033	536	57	9
8	2265	232	60	3
9	2728	522	65	5
10	3360	632	73	8
11	3958	598	83	10
12	4435	477	90	7

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