第九章習題及答案思考與練習并發(fā)編程基本概念代碼9-1這個程序啟動了幾個線程？回想以前編寫的程序啟動了幾個線程？答：啟動了主線程（程序入口）、t1線程。以前編寫的程序，除了GUI程序，大部分只啟動一個線程。代碼9-1主線程什么時候結束執(zhí)行？主線程結束了，整個程序就一定會結束嗎？答：執(zhí)行完12行后就結束。主線程結束，如果程序中還有其他線程運行，整個程序就未結束。如果注釋掉代碼第10行，程序運行結果是什么？答：t1線程并未啟動。如果在FirstThread.java的run()方法中調用Thread.currentThread().getName()方法，得到的名字是什么？答：線程1.任務與線程思考與練習1：改寫代碼9-1，將第10行的t1.start()改成t1.run()，觀察運行結果。有何不同？嘗試分析原因。答：未啟動t1線程。但會在主線程中運行一遍run方法，運行完后，才會運行主線程接下來的語句。main線程執(zhí)行完，是不是整個程序就執(zhí)行完了？答：主線程結束，如果程序中還有其他線程運行，整個程序就未結束。當執(zhí)行完一個線程的start()方法，該線程是不是就被操作系統(tǒng)調度并占用了CPU？答：不一定。當執(zhí)行完一個線程的start()方法，該線程并不會立即被操作系統(tǒng)調度并占用CPU。操作系統(tǒng)會在適當的時機調度該線程，并分配CPU時間給它。調用start()方法后，線程只是從NEW狀態(tài)進入RUNNABLE狀態(tài)。思考與練習2：修改代碼9-4，刪除t1.join()與t2.join()再觀察運行結果？分析運行結果。答：有可能輸出“-----比賽結束-----”后，t1、t2還在運行。嘗試修改代碼9-6中第19行，將true改為false。然后觀察程序輸出結果。回答為什么？答：如果設置為false，那么t1就不是守護線程。而t1的run方法中是一個無限循環(huán)，那么即使主線程結束后，t1還會持續(xù)運行，不會終止運行。。同步將代碼9-7中的Counter替換為9.3.2節(jié)中的同步代碼塊SyncCounter，并對里面的substractId()方法使用同步方法來改寫，使得代碼9-7最終可得到正確結果0。答：改寫后的代碼classSyncCounter{ privatestaticintid=0; publicstaticvoidaddId(){ synchronized(SyncCounter.class){ id++; } } publicstaticsynchronizedvoidsubtractId(){ id--; } publicstaticintgetId(){ returnid; }}比較同步代碼塊與同步方法的異同。答：相同點：都可以用來實現線程同步，避免多個線程同時訪問共享資源導致的數據不一致性。不同點：同步代碼塊：可以指定鎖定的對象，只有一個線程可以進入同步代碼塊。靈活性更高，可以指定不同的鎖對象。同步方法：鎖定的是整個方法，只能有一個線程執(zhí)行該方法。簡單易用，適合對整個方法進行同步控制。線程通信：wait與notify方法改寫ProducerConsumerV1為ProducerConsumerV2，在Repository類中使用while方式（循環(huán)檢測法）來判定倉庫容量從而實現正確的同步訪問。答：classRepository{//存放字符串的倉庫privateintcapacity=10;//倉庫容量默認為10privateList<String>repo=newLinkedList<>();publicsynchronizedvoidadd(Stringt)throwsInterruptedException{while(repo.size()>=capacity){wait();}repo.add(t);notifyAll();//倉庫中已有貨,喚醒其他線程}publicsynchronizedStringremove()throwsInterruptedException{while(repo.size()<=0){wait();}Stringx=repo.remove(0);notifyAll();//從倉庫中取出貨物,喚醒其他線程returnx;}publicsynchronizedintsize(){returnrepo.size();}}是否還有其它的方法可以解決生產者和消費者問題？答：使用阻塞隊列（BlockingQueue）：java.util.concurrent包提供了阻塞隊列（如ArrayBlockingQueue,LinkedBlockingQueue等）。使用信號量：Semaphore使用Lock與Condition：java.util.concurrent.locks。判斷題（T）一個Java程序啟動時，就會產生一個進程，該進程中會默認創(chuàng)建一個線程，在這個線程上會運行main()方法中的代碼。（F）調用Thread類的run()方法后，新創(chuàng)建的線程就會啟動。（F）在Java中，高優(yōu)先級的可運行線程會搶占低優(yōu)先級線程。（T）實現Runnable接口比繼承Thread類創(chuàng)建線程的方式擴展性更好。（T）同步代碼塊中的鎖對象可以是任意類型的對象。選擇題（多選題）以下說法正確的是:ABDA. Java程序啟動后，就啟動了一個JVM進程B. 進程是運行中的程序C. 可以不用啟動進程，直接啟動線程D. 一個程序可以啟動多個線程，最少也要啟動一個線程（單選題）以下代碼空白部份填入（）可以通過編譯：DThreadthread=newThread(new________(){publicvoidrun(){...}});A. ComparableB. ComparatorC. ThreadD. Runnable（多選題）以下正確說法的是？BCA. 實現Runnable接口并調用其start()方法，就可以啟動線程B. Runnable接口是用來創(chuàng)建任務的C. 可以通過繼承Thread類來創(chuàng)建線程D. 可以調用Thread的run()方法來啟動線程（單選題）以下正確說法的是？BA. 調用線程的start()方法，該線程就可以馬上獲取CPU運行B. 調用其他線程的join()方法可讓當前線程等待其他線程運行完C. Thread.sleep(400)意味著當前線程在400ms后就會結束休眠然后馬上運行D. yield()方法能保證當前線程一定會讓出CPU（單選題）為了確保add()在多線程存取下的線程安全，應該加上()關鍵字:Bpublic____________voidadd(Objecto){if(next==list.length){list=Arrays.copyOf(list,list.length*2);}list[next++]=o;}A. abstractB. synchronizedC. staticD. volatile（多選題）以下正確說法的是？ABCA. 產生線程沖突的根本原因，是因為多個線程對共享資源不加限制地訪問B. 解決線程沖突可以使用互斥訪問C. 可以使用對象內部鎖實現互斥訪問D. 執(zhí)行synchronized方法，線程進入Runnable狀態(tài)（多選題）關于生產者、消費者問題以下正確說法的是？ACA. 生產者、消費者問題是一個多線程協(xié)作問題B. 只使用wait/notify就可以解決線程協(xié)作問題C. 結合使用synchronized、wait、notify可以解決部分同步問題D. A線程使用wait()方法等待，B線程使用notify()方法。那么A線程會被馬上喚醒，并被執(zhí)行。E. 使用synchronized、wait、notify方法是解決同步問題的唯一方法編程題編寫類實現Runnable接口循環(huán)輸出10次“線程名：HelloWorld”，其中線程名為當前線程的名字，每次隨機休眠1-3秒。在main方法啟動5個線程運行，然后在最后一行輸出“線程名：結束”，觀察結果。答：classHelloWorldRunnableimplementsRunnable{privatestaticfinalRandomrandom=newRandom();@Overridepublicvoidrun(){for(inti=0;i<10;i++){try{//隨機休眠1-3秒Thread.sleep((random.nextInt(3)+1)*1000);}catch(InterruptedExceptione){Thread.currentThread().interrupt();System.out.println("Threadwasinterrupted,Failedtocompleteoperation");}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：HelloWorld");}}}//測試publicstaticvoidmain(String[]args){for(inti=0;i<5;i++){Threadthread=newThread(newHelloWorldRunnable(),"線程"+(i+1));thread.start();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：結束");}創(chuàng)建兩個線程，一個線程輸出100個1~26，另一個線程輸出100個A~Z。觀察運行結果。注意：一個線程使用繼承Thread類的寫法，另一個線程使用實現Runnable接口的寫法。答：//繼承Thread類的線程classNumberThreadextendsThread{publicvoidrun(){for(inti=0;i<100;i++){System.out.println((i%26)+1);try{Thread.sleep(50);//稍微延遲以便觀察輸出}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}}}//實現Runnable接口的線程classLetterRunnableimplementsRunnable{publicvoidrun(){for(inti=0;i<100;i++){System.out.println((char)('A'+(i%26)));try{Thread.sleep(50);//稍微延遲以便觀察輸出}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}}}//測試publicstaticvoidmain(String[]args){//創(chuàng)建并啟動繼承Thread的線程newNumberThread().start();//創(chuàng)建并啟動實現Runnable的線程newThread(newLetterRunnable()).start();}實現兩個線程交替打印字母A和字母B，要求線程A先打印字母A，然后線程B打印字母B，再由線程A打印字母A，依次循環(huán)打印。提示：可使用synchronized結合wait和notify來實現線程協(xié)作與同步。答：publicclassAlternatingPrint{privatefinalObjectlock=newObject();privatebooleanturnA=true;//控制輪到哪個線程打印publicstaticvoidmain(String[]args){AlternatingPrintap=newAlternatingPrint();ThreadthreadA=newThread(()->ap.printA());ThreadthreadB=newThread(()->ap.printB());threadA.start();threadB.start();}publicvoidprintA(){for(inti=0;i<10;i++){synchronized(lock){while(!turnA){try{lock.wait();}catch(InterruptedExceptione){Thread.currentThread().interrupt();}}System.out.print("A");turnA=false;lock.notify();}}}publicvoidprintB(){for(inti=0;i<10;i++){synchronized(lock){while(turnA){try{lock.wait();}catch(InterruptedExceptione){Thread.currentThread().interrupt();}}System.out.print("B");turnA=true;lock.notify();}}}}分別創(chuàng)建2個子線程student和teacher，主線程宣布開始上課后，student說“我要睡覺......”后準備睡眠1小時。teacher輸出“準備上課......”后停頓3秒，發(fā)現學生在睡覺。于是吵醒休眠的學生student，student被吵醒后只能說“好吧，我準備上課......”。teacher上課5秒后結束課程。teacher結束課程后主線程宣布下課。答：publicclassClassSession{publicstaticvoidmain(String[]args){finalObjectclassLock=newObject();Threadstudent=newThread(()->{synchronized(classLock){System.out.println("Student:我要睡覺......");try{//學生準備睡眠1小時，這里用1秒代替1小時以便觀察classLock.wait(3600*1000);}catch(InterruptedExceptione){System.out.println("Student:好吧，我準備上課......");}}});Threadteacher=newThread(()->{synchronized(classLock){System.out.println("Teacher:準備上課......");try{//教師停頓3秒Thread.sleep(3000);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}System.out.println("Teacher:發(fā)現學生在睡覺，需要吵醒學生。");classLock.notify();//吵醒學生try{//教師上課5秒Thread.sleep(5000);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}System.out.println("Teacher:課程結束。");}});System.out.println("主線程:開始上課！");student.start();teacher.start();try{teacher.join();//等待教師線程結束}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}System.out.println("主線程:下課！");}}進階：假設有兩個線程，一個線程負責讀取文件內容，另一個線程負責將讀取到的文件內容寫入到另一個文件中。嘗試使用PipedInputStream和PipedOutputStream實現兩個線程之間的數據傳輸。答：以下代碼無需編寫額外的同步代碼就可實現同步，這是因為在使用PipedInputStream和PipedOutputStream的場景中，同步主要是通過管道本身的內部機制來實現的。這兩個類是為線程間的數據傳輸而設計的，它們內部包含了必要的同步控制，以確保數據的一致性和線程安全。importjava.io.*;publicclassFileTransfer{publicstaticvoidmain(String[]args){try(PipedOutputStreamoutput=newPipedOutputStream();PipedInputStreaminput=newPipedInputStream(output)){ThreadreaderThread=newThread(()->{try(FileInputStreamfileInputStream=newFileInputStream("source.txt")){byte[]buffer=newbyte[1024];intbytesRead;while((bytesRead=fileInputStream.read(buffer))!=-1){