BUAAOO 第二单元作业总结
单元综述
单元总共为三次作业，难度递增。
-
第一次：完成的任务为单部多线程傻瓜调度（FAFS）电梯的模拟。
-
第二次：需要完成的任务为单部多线程可捎带调度（ALS）电梯的模拟。
-
第三次：需要完成的任务为多部多线程智能（SS）调度电梯的模拟。
通过这三次作业，我逐渐完成了一个多线程电梯系统，对于线程也有了更深的理解。
一. 基于度量的程序结构分析
本文中基于度量分析的图片采用IDEA的Metrics生成。
分析结果解释的方法来源于博客（https://www.cnblogs.com/qianmianyu/p/8698557.html）
ev(G)：即Essentail Complexity，用来表示一个方法的结构化程度，范围在之间，值越大则程序的结构越“病态”，其计算过程和图的“缩点”有关。
iv(G)：即Design Complexity，用来表示一个方法和他所调用的其他方法的紧密程度，范围也在之间，值越大联系越紧密。
v(G)：即循环复杂度，可以理解为穷尽程序流程每一条路径所需要的试验次数。
对于类，有OCavg和WMC两个项目，分别代表类的方法的平均循环复杂度和总循环复杂度。
第一次作业
类图
复杂度分析表
| Method | ev(G) | iv(G) | v(G) |
|---|---|---|---|
| Elevator.Elevator(RequestList,int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.close(int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.in(int,int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.open(int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.out(int,int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.run() | 1 | 2 | 2 |
| Elevator.sleep(int) | 1 | 2 | 2 |
| Input.Input(RequestList) | 1 | 1 | 1 |
| Input.run() | 3 | 3 | 4 |
| Main.main(String[]) | 1 | 1 | 1 |
| Request.Request(PersonRequest) | 1 | 1 | 1 |
| Request.Request(int,int,int) | 1 | 1 | 1 |
| Request.getFromFloor() | 1 | 1 | 1 |
| Request.getPersonId() | 1 | 1 | 1 |
| Request.getToFloor() | 1 | 1 | 1 |
| RequestList.get() | 1 | 2 | 3 |
| RequestList.getFirst() | 1 | 1 | 1 |
| RequestList.getSize() | 1 | 1 | 1 |
| RequestList.put(Request) | 1 | 2 | 3 |
| Class | OCavg | WMC |
|---|---|---|
| Elevator | 1.14 | 8 |
| Input | 2 | 4 |
| Main | 1 | 1 |
| Request | 1 | 5 |
| RequestList | 1.5 | 6 |
分析
在第一次作业中，我有两个仓库，分别是insideList（List中是电梯里面的请求），outsideList（List中是电梯外面，即还没有被电梯取走的请求）。Input线程向仓库outsideList里里面放东西，Elevator从仓库outsideList里面取东西。Elevator将从outsideList中取出来的指令放到自己的insideList里，指令执行完毕（即人从电梯中出去之后）将指令从insideList中取出。
第一次调度方法我直接采用的傻瓜调度，将指令一个一个执行。每一个Method的复杂度都不是很高，整体架构还可以。
第二次作业
类图
复杂度分析表
| Method | ev(G) | iv(G) | v(G) |
|---|---|---|---|
| Elevator.Elevator(InsideList,OutsideList,int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.arrive(int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.close(int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.getDir(int,int) | 2 | 1 | 2 |
| Elevator.getFloorNow() | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.getNextDir(Request) | 7 | 10 | 10 |
| Elevator.in(int,int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.middle(int,int) | 1 | 11 | 13 |
| Elevator.open(int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.out(int,int) | 1 | 1 | 1 |
| Elevator.printBeside() | 1 | 7 | 7 |
| Elevator.printIn(Request) | 1 | 2 | 2 |
| Elevator.printOut(Request) | 1 | 2 | 2 |
| Elevator.run() | 1 | 6 | 6 |
| Elevator.sleep(int) | 1 | 2 | 2 |
| Input.Input(OutsideList) | 1 | 1 | 1 |
| Input.run() | 3 | 3 | 4 |
| InsideList.get(int) | 1 | 3 | 4 |
| InsideList.getEle(int) | 1 | 1 | 1 |
| InsideList.getOutPeople(int) | 3 | 2 | 3 |
| InsideList.getSize() | 1 | 1 | 1 |
| InsideList.isEmpty() | 2 | 1 | 2 |
| InsideList.put(Request) | 1 | 2 | 3 |
| Main.main(String[]) | 1 | 1 | 1 |
| OutsideList.get(int) | 2 | 3 | 4 |
| OutsideList.getDownPick(int) | 3 | 2 | 4 |
| OutsideList.getEle(int) | 1 | 1 | 1 |
| OutsideList.getSize() | 1 | 1 | 1 |
| OutsideList.getUpPick(int) | 3 | 2 | 4 |
| OutsideList.isEmpty() | 2 | 1 | 2 |
| OutsideList.put(Request) | 1 | 2 | 3 |
| Request.Request(PersonRequest) | 1 | 1 | 2 |
| Request.Request(int,int,int) | 1 | 1 | 1 |
| Request.getDir() | 1 | 1 | 1 |
| Request.getFromFloor() | 1 | 1 | 1 |
| Request.getPersonId() | 1 | 1 | 1 |
| Request.getToFloor() | 1 | 1 | 1 |
| Class | OCavg | WMC |
|---|---|---|
| Elevator | 3 | 45 |
| Input | 2 | 4 |
| InsideList | 1.83 | 11 |
| Main | 1 | 1 |
| OutsideList | 2 | 14 |
| Request | 1.17 | 7 |
分析
这次我还是沿用了第一次作业的思路，设置了insideList和outsideList两个仓库。整体采用ALS的想法，并且在电梯运行中间加入了捎带人的操作。
这次Elevator.middle(int,int) 和 Elevator.getNextDir(Request) 的循环复杂度和设计复杂度较高。这两个方法一个是处理接人的问题，一个是处理电梯下一个运行方向的问题。因此执行次数可能比较多。
第三次作业
类图
-
整体
-
package : elevator
-
package : input
-
package : requestList
复杂度分析表
| Method | ev(G) | iv(G) | v(G) |
|---|---|---|---|
| Main.main(String[]) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.Elevator(InsideList,OutsideList,FinalList,int,int[],int,char,int,int) | 1 | 2 | 2 |
| elevator.Elevator.arrive(int) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.close(int) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.getDir(int,int) | 2 | 1 | 2 |
| elevator.Elevator.getOutSize() | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.in(int,int) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.insideOut(Request) | 1 | 2 | 2 |
| elevator.Elevator.middle() | 1 | 3 | 3 |
| elevator.Elevator.middleDown() | 3 | 12 | 15 |
| elevator.Elevator.middleUp() | 3 | 12 | 15 |
| elevator.Elevator.open(int) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.out(int,int) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.printBeside() | 1 | 17 | 19 |
| elevator.Elevator.printIn(Request) | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.printOut() | 1 | 1 | 1 |
| elevator.Elevator.run() | 1 | 8 | 8 |
| elevator.Elevator.sleep(int) | 1 | 2 | 2 |
| input.Input.Input(OutsideList,FinalList) | 1 | 1 | 1 |
| input.Input.run() | 3 | 3 | 4 |
| requestlist.FinalList.get(Request) | 2 | 3 | 4 |
| requestlist.FinalList.getIndex(Request) | 3 | 2 | 3 |
| requestlist.FinalList.put(Request) | 1 | 2 | 3 |
| requestlist.FinalList.size() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.FinalList.waiting(Request) | 1 | 3 | 4 |
| requestlist.InsideList.get(int) | 1 | 3 | 4 |
| requestlist.InsideList.getEle(int) | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.InsideList.getFirstIndex(char) | 3 | 2 | 3 |
| requestlist.InsideList.getNotRemove() | 2 | 2 | 3 |
| requestlist.InsideList.getOutPeople(int) | 3 | 2 | 3 |
| requestlist.InsideList.getSize() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.InsideList.haveDown() | 1 | 2 | 3 |
| requestlist.InsideList.haveOut(int) | 3 | 2 | 3 |
| requestlist.InsideList.haveUp() | 1 | 2 | 3 |
| requestlist.InsideList.isEmpty() | 2 | 1 | 2 |
| requestlist.InsideList.put(Request) | 1 | 2 | 3 |
| requestlist.OutsideList.get(int) | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.OutsideList.get(int,char) | 2 | 3 | 4 |
| requestlist.OutsideList.getDownPick(int,char) | 3 | 4 | 5 |
| requestlist.OutsideList.getEle(int) | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.OutsideList.getFirstIndex(char) | 3 | 2 | 3 |
| requestlist.OutsideList.getNotRemove(char) | 2 | 3 | 4 |
| requestlist.OutsideList.getSize(char) | 1 | 2 | 3 |
| requestlist.OutsideList.getUpPick(int,char) | 3 | 4 | 5 |
| requestlist.OutsideList.isEmpty() | 2 | 1 | 2 |
| requestlist.OutsideList.peopleAbove(int,char) | 1 | 4 | 5 |
| requestlist.OutsideList.peopleBelow(int,char) | 1 | 4 | 5 |
| requestlist.OutsideList.printId() | 1 | 2 | 2 |
| requestlist.OutsideList.put(Request) | 1 | 7 | 8 |
| requestlist.OutsideList.size() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.Request(PersonRequest) | 1 | 1 | 3 |
| requestlist.Request.Request(int,int,int,char) | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getDir() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getDirect() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getFromFloor() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getPersonId() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getToFloor() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getType() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.getType2() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.judgeDirect(int,int,int) | 1 | 7 | 36 |
| requestlist.Request.reManager() | 2 | 5 | 10 |
| requestlist.Request.transfer() | 1 | 1 | 1 |
| requestlist.Request.twoDirect() | 1 | 1 | 1 |
| Class | OCavg | WMC |
|---|---|---|
| Main | 1 | 1 |
| elevator.Elevator | 2.88 | 49 |
| input.Input | 2 | 4 |
| requestlist.FinalList | 2 | 10 |
| requestlist.InsideList | 2.27 | 25 |
| requestlist.OutsideList | 2.29 | 32 |
| requestlist.Request | 2.31 | 30 |
分析
第三次作业中我的电梯沿用了之前的思想，不过由于是多电梯，总体设置了一个outsideList作为总请求仓库，每个电梯都分别设置了insideList作为电梯内部的请求仓库。
我的电梯总体采用的是Look算法，根据具体情况加了一些改动。我的电梯采用的是自己抢人的模式，即电梯在运行途中发现可以捎带的人，就把请求从outsideList 中取出放入自己的insideList中。先对指令进行处理，限定人可以乘坐的一个或几个电梯，之后就是电梯自由抢，哪个电梯先到就让人上哪个电梯。
这次的 eV（G）还都比较正常，不过有些方法的 iV（G）比较高。
二. 分析自己程序的bug
第一次作业
第一次作业，大概由于写的算法比较简单，而且之前测试的也比较充分，并没有出现什么bug。
第二次作业
第二次作业中，我也没有出现bug。
第三次作业
第三次作业中，我的程序出现了REAL_TIME_LIMIT_EXCEED的错误。我的电梯没有结束是因为我的电梯无法正确处理三层到1-15层的非直达现象。我当时分了三部分考虑换乘，在中间的这一部分中，我只考虑了三层到2，4层和2，4层到三层的换乘行为，没有考虑其他层。由于无法处理，就没有办法把这一项从outsideList里取出，导致了程序无法正确结束的情况。而且我的程序在Ctrl D输入较晚时可能会产生超时现象，因为在中间的时候没有考虑没输入结束符但outsideList已经为空的情况。
这次的错误可以说完全是因为自己测试不够充分造成的，起始这个错误在随机多数据输入的时候就会出现，下次一定应该注意测试的充分性。
三. 互测DEBUG
在每一次作业的互测中，我的样例主要来源于两个方面。一是来源于我自己在编程序的过程中没有想到的点，也就是在debug过程中发现的问题。二是来源于在互测过程中构造的样例。
样例的构造
在前两次作业中，我有许多互测用例的构造都基于对于特殊情况的处理。比如电梯需要改方向时能否正确处理，以及开门时可以多人上下的情况处理
四. Applying Creational Pattern
在课上老师的讲解过程中，我知道了调度器的妙用。我在这三次作业中都没有用到调度器，感觉可能在可扩展性方面会稍微弱一些，如果需要改调度方法就需要在电梯类中直接进行修改。我觉得下次如果有机会，我觉得可以尝试调度器模式。
而且在我在每次捎带人的时候，都需要对List中的请求进行遍历，课上有讲过一种方法，给每个电梯直接构造一个接人表，我感觉这样可能会更加清楚一些。
五. 总结
在这一单元中，从刚开始对于多线程一知半解，到后来可以写出多电梯，在这一过程中，我对于多线程有了更加深刻了理解。我也要吸取最后一次的教训，还是要更加仔细的测试自己的代码，争取在下课单元中能有所进步吧。