作业11-多线程
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1. 本周学习总结
1.1 以你喜欢的方式（思维导图或其他）归纳总结异常相关内容。
2. 书面作业
本次PTA作业题集多线程
1. 源代码阅读：多线程程序BounceThread
1.1 BallRunnable类有什么用？为什么代码中需要调用Thread.sleep进行休眠？
答：
作用：
BallRunnable类实现了Runnable接口之后，可以多个程序的线程处理同一资源，其中运用run()方法给线程分配任务。run()方法中通过循环用move()方法来控制小球的移动，用reprint()方法来重画轨迹，Treep.sleep()方法实现休眠。
原因：
Treep.sleep()方法是让线程进行休眠一段时间，因为系统执行这个移动小球和重画的过程非常的快，如果不休眠一段时间，我们运行起来是看不到小球的运动轨迹的。
1.2 Ball.java只做了两件事，这两件事分别是什么？BallComponent对象是干什么的？其内部的ArrayList有什么用？程序运行过程中，生成了几个BallComponent对象？该程序使用了多线程技术，每个小球是分别在不同的线程中进行绘制吗？
答：
两件事：
- 定义move()方法来控制小球的移动
- 定义getShape()方法来获取此小球的位置的形状
BallComponent对象：
- public void add(Ball b)添加一个小球
- public void paintComponent(Graphics g)绘制小球的轨迹
内部的ArrayList：
用来动态存储多个小球的对象
运行过程：
生成了1个BallComponent对象
多线程技术：
是在不同的线程中绘制的。代码运行起来后，点击Start按钮，每点击一次生成一个小球，然后小球按照规定轨迹运行。生成的小球即一个线程，故每个小球都是在自己的线程中进行的绘制。
1.3 选做：程序改写：程序运行时，每个小球都是从固定位置出发。如何改写该程序，使得当点击start时，每个小球可以从不同位置出发、以不同的步进移动？
答：
因为在move()方法中控制小球的移动，其中控制的方法都牵扯到了变量x,y,dx,dy。所以，如果在最开始生成x,y,dx,dy变量时就都随机的话，那么小球的运动轨迹和运动时间都对完全不同，即更改如下图：
运行结果：
2. 实验总结：题集(多线程)
2.1 题目：Thread、PrintTask、Runnable与匿名内部类。
并回答：a)通过定义Runnable接口的实现类来实现多线程程序比通过继承自Thread类实现多线程程序有何好处？b) 6-1，6-3，6-11实验总结。
Runnable接口好处：
- java不允许多继承，因此实现了Runnable接口的类可以再继承其他类。
- 方便资源共享，如果extends Thread的话，开启多个线程数据不是共享的，例如：
public class xx extends Thread{
int num = 0;
public void run(){
for(int i = 0; i < 10; i++){
System.out.println(++num);
}
}
//运行主函数
public static void main(String[] args){
new xx().start(); //没new一次，就会产生一次num
new xx().start(); //这个new，那么num属于这个的。
}
}
//下面是implementes Runnable接口
public class xx implementes Runnable{
xxxx//这里代码如上
public static void main(String[] args){
xx x1 = new xx();
Thread t1 = new Thread(x1);
t1.start();
Thread t2 = new Thread(x1);
t2.start();
//这里我们可以看到，无论创建几个线程，都是传入的x1
}
}6-1，6-3，6-11实验总结:
jmu-Java-07多线程-Thread：
这道题重点在于题目中n值的传入，所以要在类中定义一个有参构造函数，将传入的n值保存下来，其他的按照要求即可
jmu-Java-07多线程-Runnable与匿名类：
这道题重点在于主线程和t1线程的名称：
System.out.println(mainThreadName);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
其他就补全run()方法就好了
jmu-Java-07多线程-PrintTask：
这道题和6-1没有什么不同啊= =。 可能只有标示信息不一样吧
2.2 使用Lambda表达式改写6-3
答:
Thread t1 = new Thread(() -> {
System.out.println(mainThreadName);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(Arrays.toString(Thread.class.getInterfaces()));
});2.3 题目：6-2（Runnable与停止线程）。回答：需要怎样才能正确地停止一个运行中的线程？
答：
Thread类中的stop()方法因为强行终止，不能保证线程的资源正确释放已经被废弃，现在正确的停止方式是设置一个private volatile boolean flag = false;来终止线程，当flag==true时停止。即在run()方法里设置while(!flag)循环来起到终止线程的作用。
2.4 选做：6-8（CountDownLatch）实验总结
2.5 选做：6-9（集合同步问题）实验总结
2.6 选做：较难：6-10（Callable），并回答为什么有Runnable了还需要Callable？实验总结。
3. 互斥访问
3.1 修改TestUnSynchronizedThread.java源代码使其可以同步访问。(关键代码截图，需出现学号)
答：
分析：
由于在两个run()方法里，分别有调用Counter.addId();和Counter.subtractId();方法，即这两个方法为共享资源，为实现同步访问，只要在共享资源加上synchronized实现加锁即可。
代码：
运行结果：
3.2 选做：进一步使用执行器改进相应代码(关键代码截图，需出现学号)
参考资料:Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
使用Future、Callable:
4. 互斥访问与同步访问
完成题集6-4(互斥访问)与6-5(同步访问)
4.1 除了使用synchronized修饰方法实现互斥同步访问，还有什么办法可以使用synchronized实现互斥同步访问，使用代码说明（请出现相关代码及学号）？
答：
可以用synchronized的同步代码块来实现互斥访问。
原图：
现在：
4.2 同步代码块与同步方法有何区别？
答：
同步方法直接在方法上加synchronized实现加锁，同步代码块则在方法内部加锁，很明显，同步方法锁的范围比较大，而同步代码块范围要小点，同步的范围越大，性能就越差，需要加锁进行同步的时候，范围越小越好，这样性能更好。
4.3 实现互斥访问的原理是什么？请使用对象锁概念并结合相应的代码块进行说明。当程序执行synchronized同步代码块或者同步方法时，线程的状态是怎么变化的？
答：
原理：通过给共享的资源加锁，共享资源只能允许一个线程访问。
为了测试synchronized同步代码块或者同步方法时，线程的状态是怎么变化的，测试代码如下图：
结果：
分析：
在线程1调用A后，会让线程1休眠五秒钟，这时会调用C，因为C用的是synchronized进行加锁，这里锁的对象是str这个字符串对象。而B的不同，B是用当前对象this进行加锁，又因为A直接在方法上加synchronized，显然这两个方法用的通一把锁。
从结果看，线程1在休眠，这时锁还没释放，导致线程2只有在5秒之后才能调用方法B，所以可知两种加锁机制用的是同一个锁对象，即当前对象。
4.4 Java多线程中使用什么关键字实现线程之间的通信，进而实现线程的协同工作？
答：
用wait()、notify()notifyAll()方法来协调线程之间运行关系，也可以用条件对象Condition搭配Lock对象使用。
5. 线程间的合作：生产者消费者问题
5.1 运行MyProducerConsumerTest.java。正常运行结果应该是仓库还剩0个货物。多运行几次，观察结果，并回答：结果正常吗？哪里不正常？为什么？
答：
结果不正常，每次蹦的结果不一致，并且可以发现存取后有剩余。
原因：
分析应该是取货时如果无法取出货物，就有消耗了一次取货的机会，并没有等待生产者的供应，那么就导致产生了剩余。
5.2 使用synchronized, wait, notify解决该问题(关键代码截图，需出现学号)
截图：
结果：
5.3 选做：使用Lock与Condition对象解决该问题。
截图：
结果：
6. 面向对象设计作业-图书馆管理系统
6.1 系统的功能模块表格，表格中体现出每个模块的负责人。
| 学生 | 负责任务 |
|---|---|
| 秦玉 | Library类、Menu类、User类和Uerserve类 |
| 黄秋菊 | Book类、Main类、测试类 |
6.2 运行视频
6.3 讲解自己负责的模块，并粘贴自己负责模块的关键代码（出现学号及姓名）。
答：
Menu类：其包含三部分内容，分别是注册，登陆，以及用户借还书的任务
Library类：主要是书籍的加载，还有主要的peekBook方法
Userserve类：这个类主要用来保存用户信息，这样每次注册账户时以便检索排查
User类：这个类主要是实现用户的借还功能，并用ArrayList来存储借阅信息
7. 选做：使用其他方法解决题目5的生产者消费者问题。
7.1 使用BlockingQueue解决生产者消费者问题关键代码截图
7.2 说明为什么不需要显示的使用wait、notify就可以解决同步问题。这样解决相比较wait、notify有什么优点吗？
7.3 使用Condition解决生产者、消费者问题。
8. 选做：编写一段代码，证明你会使用ForkJoinPool.
9. 选做：单元测试JUint4
实验任务书中的题目6：单元测试使用JUnit4。
使用JUnit4对两个排序算法的排序时间进行比较，并截图。
3.码云及PTA
题目集：多线程
3.1. 码云代码提交记录
在码云的项目中，依次选择“统计-Commits历史-设置时间段”, 然后搜索并截图
必须出现几个要素：提交日期-用户名(姓名与学号)-不提交说明
3.2 截图"多线程"PTA提交列表
需要有两张图（1. 排名图。2.PTA提交列表图）
3.3 统计本周完成的代码量
需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。
| 周次 | 总代码量 | 新增代码量 | 总文件数 | 新增文件数 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 1167 | 1167 | 26 | 26 |
| 6 | 1830 | 663 | 32 | 6 |
| 7 | 2282 | 452 | 45 | 13 |
| 8 | 2446 | 164 | 48 | 3 |
| 9 | 2774 | 328 | 56 | 8 |
| 10 | 3313 | 539 | 65 | 9 |
| 11 | 3726 | 413 | 75 | 10 |
| 12 | 4840 | 1114 | 93 | 18 |
4. 选做：课外阅读
4.1 Java Concurrent Animated
4.2 线程的高级知识笔记
4.3 Questions and Exercises: Concurrency，学习总结。
4.4 Java多线程之Executor、ExecutorService、Executors、Callable、Future与FutureTask
4.5 线程池，这一篇或许就够了
4.6 Java 8 Concurrency Tutorial: Threads and Executors
5. 选做:学会使用Eclipse进行调试
观看相关调试视频
5.1 简述使用Eclipse进行调试需要几步？调试时F5, F6, F7快键键各有什么不同？什么情况该使用哪个快捷键？
5.2 实验任务书中的题目5：使用Eclipse进行调试中的5.1，如何使用Eclipse的调试功能发现当读取“蓝山兰”这行不会出错的原因？
5.3 任务书5.2，截图证明你会使用条件断点。
5.4 选做：调试MessageBoard.zip中的系统直至可以正常运行。说明你是怎么找到该系统中的错误？使用到了什么调试技巧？
参考资料:Eclipse 的一些调试技巧