201771010108 -韩腊梅-第十七周学习总结
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了201771010108 -韩腊梅-第十七周学习总结相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
第十七周学习总结
一、知识总结
1.创建线程的2种方法
方式1：继承java.lang.Thread类，并覆盖run()方法。优势：编写简单；劣势：无法继承其他父类
方式2：实现java.lang.Runnable接口，并实现run()方法。优势：可以继承其他类，多线程可以共享同一个Thread对象；劣势：编程方式稍微复杂，如需访问当前线程，需调用Thread.currentThread()方法
2. Java创建线程后，调用start()方法和run()的区别
两种方法的区别
1） start：
用start方法来启动线程，真正实现了多线程运行，这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到cpu时间片，就开始执行run()方法，这里方法run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容，Run方法运行结束，此线程随即终止。
2） run：
run()方法只是类的一个普通方法而已，如果直接调用run方法，程序中依然只有主线程这一个线程，其程序执行路径还是只有一条，还是要顺序执行，还是要等待
run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码，这样就没有达到写线程的目的。
总结：调用start方法方可启动线程，而run方法只是thread的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。
这两个方法应该都比较熟悉，把需要并行处理的代码放在run()方法中，start()方法启动线程将自动调用 run()方法，这是由jvm的内存机制规定的。并且run()方法必须是public访问权限，返回值类型为void。
两种方式的比较 ：
实际中往往采用实现Runable接口，一方面因为java只支持单继承，继承了Thread类就无法再继续继承其它类，而且Runable接口只有一个run方法；另一方面通过结果可以看出实现Runable接口才是真正的多线程。
3.线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程，它也有一个从生产到死亡的过程。
（1）生命周期的五种状态
新建（new Thread）
当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。
例如：Thread t1 = new Threade();
就绪（runnable）
线程已经被启动（start），正在等待分配CPU时间片，也就是说此事线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。
例如：t1.start();
运行（running）
线程获得cpuz资源正在执行任务（run()方法），此时除非线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的的线程进入，线程将一直运行到结束！
死亡（dead）
当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。
自然终止：正常运行run()方法后终止
异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行
堵塞（blocked）
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。
正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。
正在等待：调用wait()方法。（调用notify()方法回到就绪状态）
被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）
5.如何实现线程同步？
当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。需要让线程同步，保证数据安全
线程同步的实现方案：同步代码块和同步方法，均需要使用synchronized关键字
线程同步的好处：解决了线程安全问题
线程同步的缺点：性能下降，可能会带来死锁
6. 关于同步锁的更多细节
Java中每个对象都有一个内置锁。
当程序运行到非静态的synchronized同步方法上时，自动获得与正在执行代码类的当前实例（this实例）有关的锁。获得一个对象的锁也称为获取锁、锁定对象、在对象上锁定或在对象上同步。
当程序运行到synchronized同步方法或代码块时才该对象锁才起作用。
一个对象只有一个锁。所以，如果一个线程获得该锁，就没有其他线程可以获得锁，直到第一个线程释放（或返回）锁。这也意味着任何其他线程都不能进入该对象上的synchronized方法或代码块，直到该锁被释放。
释放锁是指持锁线程退出了synchronized同步方法或代码块。
关于锁和同步，有一下几个要点：
1）、只能同步方法，而不能同步变量和类；
2）、每个对象只有一个锁；当提到同步时，应该清楚在什么上同步？也就是说，在哪个对象上同步？
3）、不必同步类中所有的方法，类可以同时拥有同步和非同步方法。
4）、如果两个线程要执行一个类中的synchronized方法，并且两个线程使用相同的实例来调用方法，那么一次只能有一个线程能够执行方法，另一个需要等待，直到锁被释放。也就是说：如果一个线程在对象上获得一个锁，就没有任何其他线程可以进入（该对象的）类中的任何一个同步方法。
5）、如果线程拥有同步和非同步方法，则非同步方法可以被多个线程自由访问而不受锁的限制。
6）、线程睡眠时，它所持的任何锁都不会释放。
7）、线程可以获得多个锁。比如，在一个对象的同步方法里面调用另外一个对象的同步方法，则获取了两个对象的同步锁。
8）、同步损害并发性，应该尽可能缩小同步范围。同步不但可以同步整个方法，还可以同步方法中一部分代码块。
9）、在使用同步代码块时候，应该指定在哪个对象上同步，也就是说要获取哪个对象的锁。例如：
public int fix(int y) {
synchronized (this) {
x = x - y;
}
return x;
}
当然，同步方法也可以改写为非同步方法，但功能完全一样的，例如：
public synchronized int getX() {
return x++;
}
与
public int getX() {
synchronized (this) {
return x;
}
}
效果是完全一样的。
7. 简述sleep( )和wait( )有什么区别？
sleep()是让某个线程暂停运行一段时间,其控制范围是由当前线程决定,也就是说,在线程里面决定.好比如说,我要做的事情是 "点火->烧水->煮面",而当我点完火之后我不立即烧水,我要休息一段时间再烧.对于运行的主动权是由我的流程来控制。
而wait(),首先,这是由某个确定的对象来调用的,将这个对象理解成一个传话的人,当这个人在某个线程里面说"暂停!",也是 thisObj.wait(),这里的暂停是阻塞,还是"点火->烧水->煮饭",thisObj就好比一个监督我的人站在我旁边,本来该线 程应该执行1后执行2,再执行3,而在2处被那个对象喊暂停,那么我就会一直等在这里而不执行3,但正个流程并没有结束,我一直想去煮饭,但还没被允许, 直到那个对象在某个地方说"通知暂停的线程启动!",也就是thisObj.notify()的时候,那么我就可以煮饭了,这个被暂停的线程就会从暂停处 继续执行。
其实两者都可以让线程暂停一段时间,但是本质的区别是一个线程的运行状态控制,一个是线程之间的通讯的问题。
二、实验部分——线程同步控制
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 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(); } } }
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; 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; /** * * 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; 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(); } } }
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。
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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：
改正代码：
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 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
代码：
package 编程一; public class 售票 { public static void main(String[] args) { mythread mythread=new mythread(); Thread t1=new Thread(mythread); Thread t2=new Thread(mythread); Thread t3=new Thread(mythread); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } } class mythread implements Runnable{ int t=1; boolean flag=true; @Override public void run() { while(flag) { try { Thread.sleep(50); }catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (this) { if(t<=10) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "窗口售：第" + t + "张票"); t++; } if(t>10) { flag=false; } } } } }
结果：
三、实验总结
这是本学期最后一次实验，实验内容也比较少，对线程有了更深的认识，很感谢学长和老师这一学期帮助。
以上是关于201771010108 -韩腊梅-第十七周学习总结的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章