BUAA 2023 OOP

Lab Final: 多线程（Threading）

考虑到理论课进度，本次 Lab 时长为 4 周，你可以选择现阶段自学完成或等老师讲授相关内容后再完成，DDL 为 12 月 18 日 23:59。

附件下载（包括问答题和实验报告模板，以及往年的 PPT 参考）：https://bhpan.buaa.edu.cn/link/AA96D0CA694BB74ABFA070F38B6C527AC6

实验目的

  • 理解程序、进程和多线程概念及特点

  • 理解线程的状态、生命周期及调度策略

  • 理解并掌握线程类 Thread 和 Runnable 接口，并能够进行相关应用的程序设计，实现多线程编程

实验题目

Question 1: 简述程序，进程，线程的概念（简答）

Question 2: 产生死锁的四个条件是什么？（简答）

Question 3: 创建线程的两种方式分别是什么？各有什么优缺点（简答）

Question 4: 判断题

(1) 进程是线程 Thread 内部的一个执行单元，它是程序中一个单一顺序控制流程。

(2) 一个进程可以包括多个线程。两者的一个主要区别是：线程是资源分配的单位，而进程是 CPU 调度和执行的单位。

(3) 线程可以用 yield 使低优先级的线程运行。

(4) 当一个线程进入一个对象的一个 synchronized 方法后，其它线程可以再进入该对象的其它同步方法执行。

(5) notify 是唤醒所在对象 wait pool 中的第一个线程。

Question 5: 程序输出

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SyncThread syncThread = new SyncThread();
        Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
        Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

class SyncThread implements Runnable {
    private static int count;
    public SyncThread() {
        count = 0;
    }

    public synchronized void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + (count++));
                Thread.sleep(100); //【1】
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

(1) 写出上述程序的输出

(2) 用 synchronized 修饰 run () 的作用是什么？

(3) 标号【1】处 sleep 的作用是什么？如果改为 wait (100); 输出会发生改变吗，为什么？

Question 6: 程序补全

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public class ThreadPrint {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object a = new Object();
        Object b = new Object();
        Object c = new Object();
        Thread8 threadA = new Thread8("A", c, a);
        Thread8 threadB = new Thread8("B", a, b);
        Thread8 threadC = new Thread8("C", b, c);
        new Thread(threadA).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(threadB).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(threadC).start();
        Thread.sleep(100);
    }
}

class Thread8 implements Runnable {
    private String name;
    private Object prev;
    private Object self;

    public Thread8(String name, Object prev, Object self) {
        this.name = name;
        this.prev = prev;
        this.self = self;
    }

    @Override
    public void run() {
        int count = 10;
        while (count > 0) {
            synchronized (prev) {
                synchronized (self) {
                    System.out.print(name);
                    count--;
                    /*【1】*/
                }
                try {
                    if (count == 0) {
                        /*【2】*/
                    } else {
                        /*【3】*/
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

(1) 补全标号处的代码

(2) 详细说明上述程序的功能

(3) 主函数 main 中的 Thread.sleep (100) 语句不能省略，请简述原因。

(4) 主函数 main 中的 Thread.sleep (100) 语句全部去掉后程序可能出现死锁吗？试举例说明。

Question 7: 创建两个线程，其中一个输出 1 - 52，另外一个输出 A - Z。（编程题）

输出示例如下，连续输出两个数字，紧接着输出一个字母，除 Z 外，字母后均有一个空格。

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12A 34B 56C 78D 910E 1112F 1314G 1516H 1718I 1920J 2122K 2324L 2526M 2728N 2930O 3132P 3334Q 3536R 3738S 3940T 4142U 4344V 4546W 4748X 4950Y 5152Z

注意：

(1) 可以参考上一题。

(2) 12A 34B…… 字母与数字之间是有一个空格的，且输出以 Z 结尾，即结尾不能有空格。

(3) 确保你的程序能够正常结束，不要在输出 Z 之后一直阻塞下去。

恭喜你完成了所有 Lab！🥳

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Love. T.A. 🥰
2023-11-21
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