Java程序设计教程(第2版)课后习题及答案11课后习题.docx

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1、第11章课后习题参考答案1 .解释下列名词术语。进程、线程、状态、阻塞、优先级、同步、死锁、守护、线程安全进程：进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行 资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。线程：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，被包含在进程之中，是进程中的实际 运作单位。状态：状态用来表示线程所处的情况。线程状态有“新建”、“可运行”、“运行”、“阻 塞”、“死亡”等。阻塞：阻塞状态是指线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到满足某个触 发条件又使线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。优先级：在操作系统中，线程可以划分

2、优先级，线程优先级越高，获得CPU时间片的概率就 越大，但线程优先级的高低与线程的执行顺序并没有必然联系，优先级低的线程也有可能比优先级高 的线程先执行。同步：即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作, 直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作，而其他线程又处于等待状态。死锁：当两个线程被阻塞，每个线程在等待另一个线程时就发生死锁。守护：实际的意思是把一个线程标记为“守护线程”,就是当他是一个“后台线程” or “内 部线程”。线程安全：线程安全是多线程编程时的计算机程序代码中的一个概念。在拥有共享数据的多 条线程并行执行的程序中，线程安全的代码会通

3、过同步机制保证各个线程都可以正常且正确的执 行，不会出现数据污染等意外情况。2 .线程有哪几种状态？答：线程在生命期中可能经历五种状态：新建（New）、就绪或者可运行（Ready or Runnable 运行（Running）、阻塞（Blocked）、死亡（Dead）。3 .简述Java线程调度的原理。答：所有的Java虚拟机都有一个线程调度器，用来确定那个时刻运行那个线程。主要包含 两种：抢占式线程调度器和协作式线程调度器。（1） .抢占式线程调度，每个线程可能会有自己的优先级，但是优先及并不意味着高优先级的 线程一定会被调度，而是由cup随机的选择，所谓抢占式的线程调度，就是说一个线程在执

4、行自 己的任务时，虽然任务还没有执行完，但是cpu会迫使它暂停，让其它线程占有cpu的使用权。（2） .协作式线程调度，每个线程可以有自己的优先级，但优先级并不意味着高优先级的线程 一定会被最先调度，而是由cpu时机选择的，所谓协作式的线程调度，就是说一个线程在执行自 己的任务时，不允许被中途打断，一定等当前线程将任务执行完毕后才会释放对cpu的占有，其 它线程才可以抢占该cpu。4何谓线程同步？何谓线程间通信？答：同步就是使不同动作协调有序。线程同步指的是当程序中有多个线程，假设它们同时访 问同一个变量时，一些线程读数据，一些线程写数据，可能会出现数据读写错误，因此需要对这 些线程的数据访问

5、操作进行控制，使之协调有序，避免数据访问操作出错。线程间通讯是多个线程在操作同一个资源时，多个线程之间不断切换执行时所发出的信号。5 .分析下面程序的执行结果。 class Sync extends Thread public synchronized void produceProduct() if (productCount 0)System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ”：开始消费第 + productCount + 个产品”)；productCount-;notify();else /等待try (wait(); cat

6、ch (InterruptedException e) e.printStackTrace();class Producer extends Thread 生产者private Clerk clerk;public Producer(Clerk clerk) this.clerk = clerk;)Overridepublic void run() System.out.println(getName() + ”:开始生产产品”)；while (true) try ( Thread.sleep(lO); catch (InterruptedException e) e.printStackTr

7、ace();clerk. produceProduct();)class Consumer extends Thread 消费者private Clerk clerk;public Consumer(Clerk clerk) this.clerk = clerk;Overridepublic void run() System.out.println(getName() + ” ：开始消费产品”);while (true) try (Thread.sleep(20); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace();clerk.consum

8、eProduct();public class ProductTest public static void main(String args) Clerk clerk = new Clerk();Producer pl = new Producer(clerk);pl.setName(生产者)；Consumer cl = new Consumer(clerk); cLsetName(”消费者)；Consumer c2 = new Consumer(clerk);c2.setName(”消费者 2)pl.startQ; cl.start(); c2.start();StringBuffer l

9、etter;public Sync(StringBuffer letter)this.letter = letter; public void run()synchronized(letter)for (int I = 1;I = 100;+I)System.out.print(letter);System.out.printIn();char temp = letter.charAt(0);+temp;letter.setCharAt(0,temp);static void main(String args) publicStringBuffer sb=new StringBuffer(HA

10、n);newnewnew )Sync(sb).start();Sync(sb).start();Sync(sb) .start ();答：AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB BBBBBBBBBBBBBBBBBBBccccccccccccccccccccccccccccc

11、cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc ccccccccccccccccccc由于使用synchronized关键字，程序的输出不会出现ABC字母的嵌套。6 .分析下面的程序是否会形成死锁，谈谈理由。package exercise;public class Exll 6public static void main(String args)DeadlockRisk dead =new DeadlockRisk();classMyThread4MyThread4 MyThread4MyThread4 tl.start () t2

12、.start () t3.start () t4start()tl t2 t3 t4newnewnewnewMyThread4(dead,MyThread4(dead,MyThread4(dead,MyThread4(dead,MyThread4 extends Thread1,3,5,7,2);4)；6)；8)；private DeadlockRisk dead;private int a, b;MyThread4(DeadlockRisk dead, int a, int b)this.dead = dead;this , aa;this.b = b;Override public voi

13、d run() ( dead.read(); dead.write (a, b); ) class DeadlockRisk ( private static class Resource ( public int value;)private Resource resourceA = new Resource(); private Resource resourceB = new Resource ();public int read() ( synchronized (resourceA) (System, out .print In (read () :“ + Thread. curre

14、ntThread () . getName () + ”获取了 resourceA 的锁！ ”);synchronized (resourceB) (System.out.printin(read():n + Thread.currentThread().getName() + ”获 取了 resourceB 的锁！“);return resourceB.value + resourceA.value; ) ) public void write(int a, int b) (synchronized (resourceB) (System.out.printin (write () :n +

15、 Thread. currentThread () .getName () + ”获取了 resourceA 的锁! H);synchronized (resourceA) (System.out.printIn(write():“ + Thread.currentThread().getName() + ” 获取了 resourceB 的锁！ ”)； resourceA.value = a; resourceB.value = b; ) ) ) 答：会出现死锁，因为两个线程被阻塞了。7 .分析下面程序的功能。 package exercise; class Plate ( private i

16、nt index=0; private char buffer=new char6; public synchronized void push (char c)while(index=buffer.length)try ( System.out .printIn (nThe plate is full, no room to put*); this.wait(); ) catch(InterruptedException e) ( ) this , notify(); bufferindex=c; index+; ) public synchronized char pop () ( whi

17、le(index=0) ( try (System.out.printIn(nThe plate is empty, no apple to eatn); this.wait(); ) catch(InterruptedException e) ( ) this ,notify(); index-; return bufferindex; ) ) class Father extends Thread ( Plate s; char ch=*;Father(Plate s) ( this s=s; ) public void run() ( while (true) ( s.push (ch)

18、; System.out.printIn (nI put an apple (n+(ch)+n) into the plate); ) )class Child extends Thread ( Plate s;char ch; Child(Plate s) ( this . s=s; public void run()while (true) ( ch=s.pop(); System, out .printIn (nI get an apple (+(ch)+”) from the plate*); ) ) public class Exll_7 ( 一public static void

19、main(String args) ( Plate s = new Plate (); Father f = new Father(s); Child c = new Child(s); f.start (); c.start ();) ) 答：产生两个线程，一个线程向堆栈插入字符2，另外一个线程从堆栈弹出字母。如果堆栈满了，或者空了, 给出相应的提示。8 .分析下面程序的功能。 package exercise; class NumberHolder (private int number; public synchronized void increase() if (0 != numbe

20、r) (try ( wait (); ) catch (InterruptedException e) (e.printStackTrace(); ) /能执行到这里说明已经被唤醒，并且number为0 number+;System.out.printIn(number); /通知在等待的线程 notify(); ) public synchronized void decrease() ( if (0 = number) ( try wait(); ) catch (InterruptedException e) (e.printStackTrace (); ) ) /能执行到这里说明已经被

21、唤醒，并且number不为0 number-;System.out.printIn(number); notify ();class IncreaseThread extends Thread (private NumberHolder numberHolder;public IncreaseThread(NumberHolder numberHolder) this.numberHolder = numberHolder; )Override public void run() (for (int i = 0; i 20; +i) (/进行一定的延时 try Thread.sleep(lon

22、g) Math.random() * 1000); ) catch (InterruptedException e) e.printStackTrace ();)/进行增加操作 numberHolder.increase(); ) class DecreaseThread extends Thread (private NumberHolder numberHolder;public DecreaseThread(NumberHolder numberHolder) (this.numberHolder = numberHolder;)Override public void run() (f

23、or (int i = 0; i 20; +i) (/进行一定的延时 try (Thread.sleep(long) Math.random() * 1000); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace ();/进行减少操作 numberHolder.decrease(); ) ) )public class Exll_8public static void main(String args)NumberHolder numberHolder = new NumberHolder();Thread tl = new IncreaseTh

24、read(numberHolder);Thread t2 = new DecreaseThread(numberHolder);tl.start ();t2.start ();)答：产生两个线程IncreaseThread和DecreaseThread,他们随机增加和减少NumberHolder的变量 number,各进行20次操作后，退出循环。9 .项目练习：哲学家就餐问题，是1965年由Dijkstra提出的一种线程同步的问题。问题描述：一个圆桌前坐着5位哲学家，两个人中间有一只筷子，桌子中央有面条。哲学家 思考问题，当饿了的时候拿起左右两只筷子吃饭，必须拿到两只筷子才能吃饭。上述问题会产

25、生 死锁的情况，当5个哲学家都拿起自己右手边的筷子，准备拿左手边的筷子时产生死锁现象。解决办法思路：(1)添加一个服务生，只有经过服务生同意之后才能拿筷子，服务生负责避免死锁发生。(2)每个哲学家必须确定自己左右手的筷子都可用的时候，才能同时拿起两只筷子进餐，吃 完之后同时放下两只筷子。(3)规定每个哲学家拿筷子时必须拿序号小的那只，这样最后一位未拿到筷子的哲学家只剩 下序号大的那只筷子，不能拿起，剩下的这只筷子就可以被其他哲学家使用，避免了死锁。这种 情况不能很好地利用资源。答：package exercise;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*哲学家就餐问题*/class Proj3_02 static final Lock locks=new Lock5;static fbr (int i=0;i notifyAll方法来实现以上的需求。这是非 常重要的。答：package com.klvchen.java2;class Clerkprivate int productCount = 0;生产产品