..實驗報告二實驗名稱:一、生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題的多線程解決方案二、設(shè)計一個執(zhí)行矩陣乘法的多線程程序日期：2015-10-22班級：13級計科學(xué)號:：實驗?zāi)康?.掌握線程的同步與互斥2.掌握生產(chǎn)者消費(fèi)者的實現(xiàn)問題3.掌握多線程的編程方法4.掌握矩陣乘法的根本計算原理以及實現(xiàn)實驗容1.生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題的多線程解決方案2.設(shè)計一個執(zhí)行矩陣乘法的多線程程序工程要求與分析1．請查閱資料，掌握線程創(chuàng)立的相關(guān)知識以及矩陣乘法的相關(guān)知識，了解java語言程序編寫的相關(guān)知識2．理解線程的實驗步驟在本次試驗中，以"生產(chǎn)者-消費(fèi)者〞模型為依據(jù)，提供了一個多線程的"生產(chǎn)者-消費(fèi)者〞實例，編寫java代碼調(diào)試運(yùn)行結(jié)果，得出相應(yīng)的結(jié)論。理解矩陣乘法的實驗步驟具體實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者實例創(chuàng)立一個緩沖信息發(fā)送接收通道接口，并創(chuàng)立盒子類實現(xiàn)，主要代碼如下：//通道接口publicinterfaceChannel{publicabstractvoidsend(Objectitem);publicabstractObjectreceive();}//實現(xiàn)接口publicclassMessageQueueimplementsChannel{privateVectorqueue;publicMessageQueue(){queue=newVector();}publicvoidsend(Objectitem){queue.addElement(item);}publicObjectreceive(){if(queue.size()==0)returnnull;elsereturnqueue.remove(0);}}創(chuàng)立一個工廠多線程類〔啟動生產(chǎn)者和消費(fèi)者〕，并且添加main函數(shù)進(jìn)展測試，主要代碼如下：//工廠類與主方法publicclassFactory{publicFactory(){ ChannelmailBox=newMessageQueue(); ThreadproducerThread=newThread(newProducer(mailBox)); ThreadconsumerThread=newThread(newConsumer(mailBox));producerThread.start();consumerThread.start();}publicstaticvoidmain(String[]args) {Factoryserver=newFactory(); }創(chuàng)立一個線程睡眠類，用于測試，主要代碼如下：publicclassSleepUtilities{publicstaticvoidnap() {nap(NAP_TIME); }publicstaticvoidnap(intduration) {intsleeptime=(int)(NAP_TIME*Math.random());try {Thread.sleep(sleeptime*1000);}catch(InterruptedExceptione){} }privatestaticfinalintNAP_TIME=5;創(chuàng)立生產(chǎn)者類實現(xiàn)Runnable，主要代碼如下：publicclassProducerimplementsRunnable{privateChannelmbox;publicProducer(Channelmbox){this.mbox=mbox;}publicvoidrun(){Datemessage;while(true) { SleepUtilities.nap();message=newDate(); System.out.println("Producerproduced"+message);mbox.send(message); }}}創(chuàng)立消費(fèi)者類實現(xiàn)Runnable，主要代碼如下：publicclassConsumerimplementsRunnable{privateChannelmbox;publicConsumer(Channelmbox){this.mbox=mbox;}publicvoidrun(){ Datemessage;while(true) { SleepUtilities.nap();message=(Date)mbox.receive();if(message!=null) System.out.println("Consumerconsumed"+message); }}}調(diào)試程序，運(yùn)行結(jié)果：矩陣乘法實例初始化矩陣(便于觀察，這里使用隨機(jī)數(shù)生成矩陣)，主要初始化代碼如下matrix1=newint[m][k];matrix2=newint[k][n];matrix3=newint[m][n];//隨機(jī)初始化矩陣a,bfillRandom(matrix1);fillRandom(matrix2);staticvoidfillRandom(int[][]x) {for(inti=0;i<x.length;i++) {for(intj=0;j<x[i].length;j++) {//每個元素設(shè)置為0到99的隨機(jī)自然數(shù)x[i][j]=(int)(Math.random()*100); }}}打印輸出矩陣函數(shù)，主要代碼如下：staticvoidprintMatrix(int[][]x){for(inti=0;i<x.length;i++){for(intj=0;j<x[i].length;j++){System.out.print(x[i][j]+"");}System.out.println("");}System.out.println("");}創(chuàng)立多線程類，并實現(xiàn)Runnable接口同步對矩陣進(jìn)展分行計算，主要代碼如下：//創(chuàng)立線程,數(shù)量<=4for(inti=0;i<4;i++){if(index<m){Threadt=newThread(newMyThread());t.start();}else{break;}synchronizedstaticintgetTask(){if(index<m){returnindex++;}return-1;}}classMyThreadimplementsRunnable{inttask;//Overridepublicvoidrun(){MultiThreadMatrix.threadCount++;while((task=MultiThreadMatrix.getTask())!=-1){System.out.println("進(jìn)程:"+Thread.currentThread().getName()+"\t開場計算第"+(task+1)+"行");for(inti=0;i<MultiThreadMatrix.n;i++){for(intj=0;j<MultiThreadMatrix.k;j++){MultiThreadMatrix.matrix3[task][i]+=MultiThreadMatrix.matrix1[task][j]*MultiThreadMatrix.matrix2[j][i];}}}MultiThreadMatrix.threadCount--;}通過不斷改變矩陣大小，線程數(shù)目，，調(diào)試程序，運(yùn)行結(jié)果：所遇問題與解決方法在生產(chǎn)者-消費(fèi)者多線程試驗中，剛開場沒有考慮到使用線程睡眠，運(yùn)行結(jié)果速度之快