OO第二单元--多线程电梯

一、设计策略

（1）单电梯：

　　a、线程分工：

　　　　elevator、request两个线程。

　　　　　　elevator线程主要负责乘客的接送和进出。

　　　　　　request线程是接收乘客信息。

　　　　control是缓冲器，用来保存elevator和request两个线程共享的乘客队列。

　　b、调度策略：

　　　　以电梯当前楼层和运行状态为基准，如果电梯是上行的，并且高于当前楼层还有乘客要进出就上行，否则判断是否低于该楼层有需求，如果有就下行。反之亦然，若是没有需求，则令电梯停止。对于乘客的调度则是到了规定楼层，能出则出，能进则进。

（2）多电梯1.0：

　　a、线程分工：

　　　　elevator类的五个电梯线程以及request线程。

　　　　elevator线程主要负责乘客的接送和进出。

　　　　request线程是接收乘客信息。

　　　　control是缓冲器，用来保存elevator和request两个线程共享的乘客队列。

 

　　b、调度策略：

　　　　基于第一次作业的单电梯，将request中获得的乘客，平分到每个电梯中。

（3）多电梯2.0:

　　a、线程分工：

　　　　elevator类的若干个线程以及request线程。

　　　　elevator线程主要负责乘客的接送和进出。

　　　　request线程是接收乘客信息。

　　　　control是缓冲器，用来保存elevator和request两个线程共享的乘客队列，以及保存电梯类的个数。

　　b、调度策略：

　　　　扩展personrequest类的功能，便于进行换乘操作。根据abc不同的电梯停靠楼层对接收的乘客进行分类。能够直达的尽量直达，若是出现都能直达的情况根据abc的优先级进行分类。若是不能直达的，则根据出发楼层abc进行分类，换乘楼层集中在固定楼层1、5、15，便于进行操作，减少开关门的时间损失。对于同类别的不同电梯的乘客调度同第二次作业，对于电梯的运行同第一次作业。

二、第三次作业的可扩展性（solid原则）

（1）srp（单一职责）原则

　　　request类主要进行生产者线程，elevator进行电梯的主要功能，control进行乘客信息的调度以及保存。三类的功能都不相同，符合单一职责的原则。在control中虽然有很多的方法，但是执行的目的都是十分简单，还是符合单一职责原则。

（2）ocp（开放封闭）原则

　　　因为没有在写作业时，没有考虑代码的可扩展性，很多方法在第三次多电梯的实现中，进行了些许的调整，如果该电梯还要进行一些扩展操作，我想对于这些方法还是应该要进行调整。因此我觉得第三次作业的ocp原则还是不是很好。

（3）lsp（替换）原则

　　　第三次作业中我单独写了三个电梯类，没有归类到一个父类里面，因为在创建类，以及执行过程中都是用的电梯序号，所以没有这方面的问题。

（4）isp（接口隔离）原则

　　　　对于不同电梯，通过电梯索引来对电梯进行操作，在后续的几次拓展都得到一个很好的实现，所以相对来说接口隔离实现得比较好。但是对于电梯没有通过属性规范，而是独立的建立了三个电梯类，我觉得这一方面的接口原则就处理得不是很好。

（5）dip（依赖倒置）原则

　　　control缓冲区元素的建立依赖request的运行，elevator的执行和建立依赖control，没有出现循环依赖的情况，还是很好的满足了依赖倒置的情况。

三、度量分析

 

（1）第一次作业：

　　　　uml

 

 

 

　　　　复杂度分析

 

　　　　a、dependency

 

 

 

 

　　　　b、 complexity

 

　　　　总结

 

　　　　　复杂度较好，但是对于control的setupfloor方法的复杂度就比较高，这跟我的调度策略有着很大的关系，四次用到循环，结果作为条件的一种嵌套，都增加了复杂度，而这些在后续几次作业都有体现。

 

（2）第二次作业：

　　　　uml

　　　　复杂度分析

　　　　a、dependency

　　　　b、 complexity

 

 

　　　　总结

　　　　　这一次作业的的独立性相对比较好，但是复杂度分析有很多的方法爆红，特别是setupfloor的方法，我想应该是在该方法有四个循环，导致该方法的复杂度很高，而且得出的结果又会用来下一次的判断条件，所以有一个嵌套的复杂度，但是关于该方法的修正没有比较好的想法。

（3）第三次作业：

　　　　uml

 

 

 

　　　　复杂度分析

　　　　a、dependency

 

 

 

　　　　b、 complexity

　　　　总结

　　　　　这次作业的依赖性除了mainclass因为需要其他类来辅助执行，所以相对来说大一点其他还好。复杂度分析图中，相比于第二次作业，爆红的方法又加了一个addrequest方法，因为这次作业的调度设计涉及指定楼层，在没有找到一个统一的方法的时候，只能通过打表的方式进行调度，我觉得或许可以通过将该函数进一步细化，得到一个复杂度较好的函数。

（4）plantmul

 

 

 

四、bug分析

（1）自我bug分析

　　　　互测测到的bug主要是错误使用了notify，随机的唤醒线程使得我一些线程长睡不醒，改成notifyall后就不会出现这样的随机性了。

　　　值得一提的是第三次作业的中测，由于对于notifyall、wait的理解不够深入，导致我在关于wait对象一判断就唤醒，出现了一些线程wait条件判断被阻塞，导致测试re差点死于中测。但是经过这一次我好好学习了notifyall的使用，发现只有在wait对象状态发生改变的时候，即true变成false，才能够notifyall。

（2）hack的bug

　　　　第一次作业hack到的是暴力轮询的bug；第二次作业没有hack到；第三次作业hack到的是re的bug，我觉得应该就是我中测碰到的那个类型的bug。

五、bug策略

　　　这次hack构造，主要从很长时间再来一个人hack暴力轮询，通过一次来很多人hack调度分配线程冲突。但是碰到一些评测到无法复现的bug还是感到多线程就是运气的问题，但是如果一个安全的程序不应该依赖于运气，应该要有一个充分的维护。与第一单元相比，这一次的作业在调试，bug复现的难度上大大的提高，而且有时候原理搞不明白，也很难找到bug。所以我认为还是应该要细细的分析程序，通过自动测试的方式只能是一种手段，还应该从从线程的程度上考虑，避免阻塞的情况发生。

六、心得体会

　　　在这一次作业中，从线程安全上考虑应该要理清楚线程的执行顺序，线程共享的对象。设计原则上应该尽可能的符合开闭原则，减少一些重复操作和闭合操作，防止死锁的产生。多线程的体验中，我学习到了一些设计模式，虽然理解还不是很透，但是对于多线程的协作感到十分的神奇，而且感觉十分的接近现实生活。而且感觉学习写程序，不应该依赖于专有的设计架构，应该多想想多尝试一些原理。不然再后续调bug，可能自己就算是小黄鸭讲解程序，也还是不会找到程序的bug。同时这种多线程的使用，在过程式代码中是相当难实现得，又进一步了解了面向对象程序！