BUAA OO UNIT 2总结

[蔡威-23060106]

 

一、第五次作业

1. 题目分析

要求模拟一个多线程实时电梯系统，本系统需将乘客从起始层送至终点层，期间涉及上下移动、开关门、乘客进出电梯等操作；本次作业指定电梯，不涉及调度策略。

2. 架构设计

本单元作业中生产者-消费者模式贯穿于我的架构设计。一个简单的生产者-消费者模型包含生产者、消费者和缓冲区三个部分：生产者线程负责生产数据，并将数据放入缓冲区；消费者线程将数据从缓冲区中取出，并进行处理；缓冲区则对生产者和消费者的数据处理能力起到一个平衡作用，达到缓存和解耦合的目的。在本次设计中生产者为Input线程，线程输入数据存入缓冲区RequestQueue中，并传给Sheduler和Elevator进行处理。

3. 代码分析

• Input：输入线程，调用官方包输入，接收请求，将请求加入缓冲区。

• Sheduler：调度器线程，为电梯分配请求；本次输入指定电梯，直接按照指定电梯ID进行分配。

• Elevator：电梯线程，在run()方法中通过switch case语句设置电梯运行模式，再设置相应的moving()、opening()、closing()方法规范电梯运行。

• RequestQueue：请求队列，输入数据的缓冲区。调度器线程与电梯线程共享请求队列，为保证线程安全，将其中所有方法均上锁，并在addRequest、getOneAndRemove、setEnd、isEmpty、isEnd方法中添加notifyAll语句，用来唤醒等待中的线程。

4. UML类图

 

 

二、 第六次作业

1. 题目分析

增加需求：

1. 调度器设计：取消指定电梯分配，提出调度需求

2. RESET指令：重置速度和荷载。

3. RECEIVE输出约束：在电梯接收调度后增加RECEIVE输出，直接导致自由竞争策略失效

2. 代码分析

基本沿用第五次作业的架构，在各类中都进行了必要的调整：

• Input：区分PersonRequest和ResetRequest，加入queue中

• Sheduler：重写调度策略，增加调度方法，最终选择随机分配

• Elevator：增加reset()方法和isReset()判断，重写电梯状态方法，在执行相关操作时首先进行判断，如果isReset则在waiting时执行reset操作，其他状态下只有不满足isReset才执行相应操作

3. UML类图

 

 

 

三、 第七次作业

1. 题目分析

增加需求：双轿厢电梯重置，其中包含换乘楼层，AB轿厢不能同时处于换乘楼层。

2. 代码分析

• 如何重置为双轿厢：电梯类新增doubleReset方法，新增电梯线程和transFloor变量。

• 怎样才能不相撞：用lock方法加锁，同时使用synchronized同步块保证同一时间只能有一个线程获取锁，判断电梯是否在换乘楼层并设置状态，保证同一时间只能有一个轿厢在换乘层。

3. UML协作图

 

四、 心得体会

线程安全：在涉及多线程时，共享资源需上锁以避免不同线程同时访问产生竞争，一般考虑两种方法，即synchronized关键字和读写锁；上锁后需notifyAll()，避免死锁。

层次化设计：在设计复杂系统时可将其细分为不同模块，每个模块实现一个核心功能，具体体现在这次电梯设计上即根据功能区分线程，形成输入->调度->运行的流水线结构，层次较分明。