面向对象第二单元总结

Posted 2021-02-28 t123yh

第二单元的主要内容为电梯的优化控制。在本单元中，我们学习了 Java 的多线程操作，了解了多线程同步控制的方法。同时，对电梯的控制算法有了初步的了解。

多线程同步策略

在本单元中，为了提高性能，以及减少多线程控制时可能出现的死锁 bug，我采用了“尽量减少锁”的策略。在这个策略下，我将“加锁的对象”限制在类内部，不跨类使用锁；同时，在处理请求队列时，使用了 BlockingQueue 类，减少了需要锁的地方。

设计架构

在第一次作业中，只有一部电梯，需求较简单；但是考虑到后续可能会增加多部电梯，我仍然将整个架构拆分为两部分：调度器和电梯。其中，调度器负责在合适的时机向电梯分发任务，而电梯则根据每层楼的情况决定自身运动的是否开门。

在第二次作业中，增加了多个电梯的需求，故在第一次作业上进行扩展。首先，为了确定最佳的电梯，为电梯增加了仿真模式，可以在分配人之前准确判断分配给哪个电梯所需要的时间最少；然后，修改调度器行为，让它能够调用电梯仿真。

在第三次作业中，增加了换乘的需求。我的处理方式是，在请求传入的时候，使用简单的时长估计算法确定换乘的楼层，然后分级处理请求（如果需要换乘，就拆成两个请求处理）。这样达到了不错的效果。

三次作业中，强测分数逐渐递增，最后一次作业的分数在 99.3 分，说明调度算法的优化是恰当的。

扩展性

第三次作业的调度器采用的“模拟”策略，在现实生活场景（数据量不大的情况）下，几乎总是可以实现最优的分配策略。如果有其他需求，只需要修改电梯本身的代码，无需单独修改仿真器，就能实现较好的仿真。

SOLID 原则分析

S - 单一功能原则：本单元中，调度器和电梯职责分明、功能清晰，基本实现了单一功能原则。

O - 开闭原则：本单元由于需求修改较大，所以对代码的修改较多，没有实现开闭原则。

L - 里氏替换原则：本单元没有使用继承，所以无法讨论里氏替换原则。

I - 接口隔离原则：本单元中，由于没有此类需求，所以没有考虑接口隔离原则。

基于度量的架构分析

由于前两次作业都比较简单，代码量也较少，故在这里以第三次的代码为准进行架构分析。

 

可以看到，基本复杂度最高的类的复杂度也尚处于可接受水平，说明本次作业架构优化得当。

bug 分析

本单元的 bug 分析依然采取了随机生成数据并检测的策略。使用 Java 的 ClassLoader 功能直接将待测类加载到测试器的类路径中，然后直接在测试器中调用待测程序的 Main 函数。随机生成输入数据，并模拟标准读入的接口传递数据。最终的程序 bug 都成功在调试期间发现，而强测和互测中没有出现 bug。

在互测中阅读他人的代码时，重点寻找了死锁出现的条件和情况。不过很遗憾，在互测中并没有发现他人的 bug。

心得体会

本单元OO作业让我对多线程操作的熟练程度进一步提高，并且对电梯的调度算法有了初步的认识，总的来说还是收获较大。