2019-oo-第二次总结

Posted 2021-10-21 ilwf

　　这一单元是关于模拟电梯运行，考验多线程的一个单元，难度由简入入深，从多线程单部电梯，到优化，再到多线程多部电梯，难度一次次的提高。

 

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一.多线程单部电梯（傻瓜调度）

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1.设计策略

　　这一次我只额外的开了一个线程，那就是电梯运行的线程，而通过单例模式创建了一个共享对象，在主线程中，输入数据，得到的数据push到共享对象里，而电梯的线程每运行到一层，判断共享对象中是否有可以上电梯的人。当然还有如何结束电梯，我是通过在电梯类设置了一个方法，当外面调用该类时就结束程序。

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2.度量分析

图一.作业一类图

我是在Homework5中读入数据，并调用RequestQueue中push方法，push到共享队列，而此时的ElevatorResponse实时监测共享队列是否为空，若不为空，则调

用pull反法提取请求，电梯响应请求并运行，这次作业中我并未采取唤醒等待操作，而是直接暴力轮询。

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3.自己bug分析

此次作业并未出现bug，感觉是因为这一次并未进行优化，所以大体框架也就比较简单，总共加上主线程也就两个线程。

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4.互测方法

这一次不在像以前那样是多项式表达式的输入，这一次是依赖于时间的运行，在多线程中，如果采用暴力轮询，而不采用阻塞，就会导致当轮询一直运行下去，

过度占用CPU从而导致CPU运行时间过长而出现bug。其他的例如当访问某一共享对象并修改，不加锁也会出现问题。

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二.多线程单部电梯(ALS方法)

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1.设计策略

 

此次的情况与上一次作业比较，大抵是电梯运行情况不同，上一次是处理完一个请求再处理下一个，而这一次的情况则较为符合实际情况，在处理一个请求的同

时若在电梯运行的时候有其他人正好可以上电梯，则上电梯。但是这一次并为考虑电梯容量问题。所以我这一次作业就是在基于上一次作业基础上，只对电梯运行类进行修改。

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2.度量分析

图二.作业二类图

我们可以看到图二与图一比较，只在电梯类有变化，之前的电梯类我只是简单的运行一个请求，再运行另一个，所以并没有写任何方法。而在这一次中我加了三

个方法，第一个执行电梯开门，第二个执行电梯关门，第三个执行电梯运行，而其中最重要的就是电梯运行这一个方法了，在这个方法中我调用了其他两个方法。也是执行ALS算法的关键。我在其中设置了一个判断，每到达一层就判断是否有请求满足情况上电梯，如果满足就从共享队列中pull。

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3.自己bug分析

这次相对于上次，只要自己的电梯类没有出现逻辑问题，线程也不会出现问题。再加上这次的ALS比较简单，所以并没有出现bug。

4.互测方法

这一次不能设置超时bug，只能是多线程出现问题。而多线程，有可能线程并未结束，而程序结束了，也有可能暴力轮询出现问题。自己针对这两方面设置了样

例，但是自己却并没有找到bug。

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三.多线程多部电梯（增加电梯限制）

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1.策略分析

这一次对比上一次作业，增加了多部电梯，并加入了电梯限制。我的策略就是给每一个电梯分配一个请求队列，在RequestQueue中进行分发。而电梯的运行方式

还是和上一次的作业一样。只是取请求从其电梯对应的队列取。而其中有一个难点就是有的请求是需要两个电梯才能完成。所以我设置了一个未来队列，将需要两个电梯完成的请求分成两个请求，一个直接给分队列，另一个给未来队列，直到分队列中该请求完成，未来队列的请求才分配给分队列。其中判断的关键在与每个人的id是不重复的。而这一次的调度器也不再仅仅简单的是一个共享对象，而也是一个线程。

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2.度量分析

图三.作业三类图

在和图二对比，我们可以看到，变换的在RequestQueue类里加了queueadd方法，其实，我在该类里一共new了4个共享队列，一个主队列，三个对应于电梯的分

队列，而queueadd方法就是将主队列的队列分配到三个分队列。也是这一次修改最多的地方。

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3.自己bug分析

这一次电梯加了容量的限制，所以我在电梯类中的elevatorIn中加了是否满容量，却忽略了在elevatorRun中自己也有开门进人的操作，并没有判断。导致出现了

bug。

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4.互测方法

这一次互测就有许多方面可以测试了，特别是电梯的限制是否满足（自己也出现了这种情况），还有就是当一个请求需要两部电梯完成时，是否能够成功完成。

当然还有就是线程问题。这一次较于上次的作业，多了一个调度器线程，如果不好好分析，对共享对象加锁。会很容易出现问题的。

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四.总结

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1.线程安全

首先遇到的暴力轮询出现的CPU过时的问题，该问题就促使我们寻找另一种好的方法来解决，就是唤醒与等待，当一个线程没有请求时就阻塞，直到有该线程才唤醒

。然后就是共同访问的问题了，由于后面有三个电梯，在对队列进行访问，并删除或增加，所以需要加锁。还有就是程序结束时需要结束所有线程，不然会导致超时。

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2.设计原则

我认为设计最重要的就是每个部分做自己应该的事，互相交叉较少。互不干扰设计一个共享对象，电梯进行pull，而输入进行push，互不影响。独立出来调度器来分配

梯所做的就只有根据调度器所分配的请求进行运行。