第二章多线程分布式计算课后答案

第二章
1. 选择题
12345678910
D A B C C
E C A B B 1112131415161718
B B B
C A
D A A
2. 程序/方法与进程/线程有什么不同？（53页第四段）
答：一个程序/方法是由程序员写的一段代码，它是静态的。

进程/线程是由执行的程序/方法、当前值、状态信息和用于支持它执行的资源构成，资源是它执行时的动态因素。

换言之，一个进程/线程是一个动态实体，只有当程序或函数执行时才会存在。

3. 比较多进程（多任务）操作系统和多线程编程环境。

（53页5、
6、7段）
答：为了真正并行执行多个进程/线程，必须存在多个处理器。

如果系统中只有一个处理器，表面上多个进程/线程执行，实际上实在分时模式下顺序执行。

从同一代码块可以创建多个进程/线程。

默认情况下，包含在不同进程/线程中的代码和数据是分离的，每一个都有它自己执行代码的副本、局部变量的栈、对象数据区以及其他数据元素。

通常情况下，一个分布式操作系统可以由不同电脑上的多个实例或副本构成，每一个实例或副本都可以管理多个进程。

同样，每个进程可以是由多个线程组成的一个多线程程序。

4. 什么是临界操作？用什么方法可以来保护临界操作？（54页第1
段）
答：对共享资源的访问称为临界操作。

虽然一个简单的锁定可以防止共享资源被访问，但是也消除了并行处理的可能性。

更理想的方法是不锁定并行读操作，而锁定并行读-写和写-写组合。

5. 什么是死锁？哪些策略可以用来解决死锁问题？（55页）
答：死锁的情况是两个或多个竞争操作等待对方完成，导致都不能完成。

解决方法：
（1） 死锁预防：使用一种算法可以保证不会发生死锁。

（2） 死锁避免：使用一种算法，能够遇见死锁的发生从而拒绝资源请求、
（3） 死锁检测和恢复：用一种算法来检测死锁的发生，强迫线程释放资源、挂起等待。

6. 改进哲学家就餐问题使其不会产生死锁？
答：每一次最多只能有4个哲学家（共有5个哲学家）申请就餐，这样其中的一个哲学家就能申请到两只筷子，就能够进餐，再将筷子释放给其他哲学家就餐，直到所有哲学家就餐完毕。

7. Java中睡眠使用：sleep（）方法；等待使用wait（）方法；挂
起使用join（）方法。

l sleep()
调用sleep()方法使线程暂时停止一段执行时间，该时间由给定的毫秒数决定 ，线程在指定时间内不会运行，会自动唤醒，不会让出控制权。

l join()
方法使线程挂起，使当前执行的线程停下来等待，直至join()方法所调用的那个线程结束，再恢复执行 。

例如：当有a和b两个线程，启用b.join();方法时，a线程就会被挂起，直到b线程结束，a线程才继续执行。

l wait()
使线程等待，直到线程得到了notify()和notifyAll()消息，线程才会进入“可执行”状态。

wait()、notify()、notifyAll()不同于其他线程方法，这3个方法是ng.Object类的一部分，所以在定义自己类时会继承下来。

8. 创建子进程：int fork（）；
启动子进程：exec（参数列表）；
9. 在java中，几个线程方法wait（），notify（），
notifyALL（）用于协调对共享资源的访问。

C#的Monitor类具
有执行相同功能的方法，它们是
Monitor.Wait(),Monitor.Pulse(),Monitor.PulseALL()。

完全等价的有：start（）；run（）。

独有的是：sleep（）方法。

10. C#和java启动线程是一样的，都使用：Thread.Start（）方
法。

C#中创建线程：Thread t = new Thread（new
ThreadStart（FunctionName））；
java中创建线程：
方法一：继承Thread类创建线程
（1）继承Thread类；
（2）覆盖run（）方法；
（3）用new MyThread（...）创建一个线程
（4）通过调用start（）方法启动线程
方法二：实现Runnable接口创建线程
（1）实现Runnable接口；
（2）覆盖run（）方法；
（3）用new MyThread（...）创建一个线程
（5）通过调用start（）方法启动线程
11. 解释monitor是怎么实现的？为什么
monitor.enter/monitor.exit不能通过自动装箱拆箱的方式获
得值类型变量？（P79）
答：
（1） 在进入一个buffer对象引用之前，运行时环境检查锁的开关状态。

如果锁是开的（true），线程告诉Monitor.Enter阻塞。

堆内存中的对象锁被存储在叫做同步阻塞的表中；如果锁是关的（false），线程告诉Monitor.Enter解锁。

在访问缓冲区引用的对象时阻止其它线程进入。

（2） 如果monitor.enter/monitor.exit通过自动装箱拆箱的方式获得值类型变量，可能会出现语义错误。

12. 为什么C#中的reader/writer锁比Monitor锁更有效率？（P84）答：ReaderWriterLock类允许读-读重叠，而Monitor类阻止任何重叠；
ReaderWriterLock类的锁定方法有一个超时的参数，指定放弃前等待多长时间。

而如果对象被锁定，Monitor.Enter永远等待，
Monitor.TryEnter立刻放弃。

13. 当线程正在执行被锁操作保护的代码时，是否可以中断？（从
执行状态转换到就绪状态）？为什么？
答：不能。

因为被加锁的代码段就是一段互斥段，互斥段在一个时刻内只允许一个线程进入执行，其它线程必须等待。

14. 如何通过同步/监视机制保护共享对象？
（1） lock 关键字将语句块标记为临界区，方法是获取给定对象的互斥锁，执行语句，然后释放该锁。

lock 确保当一个线程位
于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。

如果其他线
程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直
到该对象被释放
（2） 与 lock 关键字类似，监视器防止多个线程同时执行代码块。

Enter 方法允许一个且仅一个线程继续执行后面的语
句；其他所有线程都将被阻止，直到执行语句的线程调用
Exit。

这与使用 lock 关键字一样。

事实上，lock 关键字就
是用 Monitor 类来实现的
15. 什么是事件？事件与锁之间的主要区别是什么？
AutoResetEvent与ManualResetEvent之间的区别是什么？（P86
和P87）
答：在C#中，事件是某一受关注的事件发生后的通知，每一个事件包含了关于这一特定事件的信息。

16. 异常处理与事件驱动编程的主要区别是什么？
答：异常处理用于处理计算过程中发生的异常情况，是用来处理非正常情况的；而基于事件驱动的编程时用于处理特殊的令人关注的事件，比如单击鼠标。

17. 基于控制流的编程与事件编程的主要区别是什么？（P95）答：控制流驱动方法有唯一的程序入口，输入数据来自不同时间不同地点，只有当控制流返回这一地点时输入数据才被处理；在基于事件驱动的方法中，提供了事件板和报警板机制，事件板记录少量的紧迫请求，报警板负责更加迫切的请求。

在事件驱动中，方法作为事件处理，而不是控制流的一部分。

18. 代理与类有什么不同？（P96）
答：代理是类型安全的，不执行隐式类型转换。

（1） 代理允许方法名作为参数……
（2） 通过把事件处理的名字……
19. 代理与方法有什么不同？
答：代理声明定义了一个引用类型，它可以封装一个带有特定签名的方法。

代理类似于C++中的函数指针。

方法是一个可以被其它程序调用或者重用的代码块，方法通过名字、参数列表和返回类型来定义，编程时，方法作为程序的一个构件和控制流的一部分。