使用Java语言完成下列问题：“现有A、B两个线程，文件夹S中有10张图片，图片名分别为a1.jpg或a1.png、b2.jpg或b2.png、c3..d4..以此类推..k10.jpg或k10.png，A线程任务是往文件夹D中拷贝图片，B线程任务是每有一张图片拷贝进来，需将图片名称改成1.jpg或1.png。。以此类推到10.png或10.jpg，然后程序退出。要求：A线程不能一次拷贝多张图片，B线程不能一次修改多张图片名，即模拟生产者、消费者，拷贝进一个，修改一个名称，此题目需要用实验报告形式完成。” 分组（每组4-5人）进行探讨以下问题并形成报告提交： 1.如果不用多线程完成图片复制并改名，代码如何编写？（不可以在复制时就改名，需要先同文件名复制进来，再改名） 2.如果采用多线程，但是不加锁，即一个线程完成复制，另一个完成改名，代码如何编写/执行结果是什么样？ 3.采用多线程加锁方式，代码如何编写

报告：

1. 如果不用多线程完成图片复制并改名，代码如下：

import java.io.*;

public class CopyAndRename {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建文件夹
            File dir = new File("D:/newFolder");
            if (!dir.exists()) {
                dir.mkdir();
            }

            // 复制和改名
            int i = 1;
            while (i <= 10) {
                String srcFilePath = "S/" + getFileName(i);
                String destFilePath = "D:/newFolder/" + i + getFileSuffix(i);
                File srcFile = new File(srcFilePath);
                File destFile = new File(destFilePath);

                copyFile(srcFile, destFile);
                renameFile(destFile, i);

                i++;
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 获取文件名
    public static String getFileName(int num) {
        char c = (char) ('a' + num - 1);
        return c + "" + num + ".jpg";
    }

    // 获取文件后缀
    public static String getFileSuffix(int num) {
        if (num % 2 == 0) {
            return ".jpg";
        }
        return ".png";
    }

    // 复制文件
    public static void copyFile(File srcFile, File destFile) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buf)) > 0) {
            fos.write(buf, 0, len);
        }
        fis.close();
        fos.close();
    }

    // 修改文件名
    public static void renameFile(File file, int num) {
        String newName = num + getFileSuffix(num);
        File newFile = new File(file.getParent(), newName);
        file.renameTo(newFile);
    }
}

2. 如果采用多线程，但是不加锁，即一个线程完成复制，另一个完成改名，代码如下：

import java.io.*;

public class CopyAndRename {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建文件夹
            File dir = new File("D:/newFolder");
            if (!dir.exists()) {
                dir.mkdir();
            }

            // 创建A线程
            Thread threadA = new Thread(() -> {
                int i = 1;
                while (i <= 10) {
                    String srcFilePath = "S/" + getFileName(i);
                    String destFilePath = "D:/newFolder/" + i + getFileSuffix(i);
                    File srcFile = new File(srcFilePath);
                    File destFile = new File(destFilePath);

                    try {
                        copyFile(srcFile, destFile);
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    i++;
                }
            });

            // 创建B线程
            Thread threadB = new Thread(() -> {
                int i = 1;
                while (i <= 10) {
                    String filePath = "D:/newFolder/" + i + getFileSuffix(i);
                    File file = new File(filePath);

                    renameFile(file, i);

                    i++;
                }
            });

            // 启动线程
            threadA.start();
            threadB.start();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 获取文件名
    public static String getFileName(int num) {
        char c = (char) ('a' + num - 1);
        return c + "" + num + ".jpg";
    }

    // 获取文件后缀
    public static String getFileSuffix(int num) {
        if (num % 2 == 0) {
            return ".jpg";
        }
        return ".png";
    }

    // 复制文件
    public static void copyFile(File srcFile, File destFile) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buf)) > 0) {
            fos.write(buf, 0, len);
        }
        fis.close();
        fos.close();
    }

    // 修改文件名
    public static void renameFile(File file, int num) {
        String newName = num + getFileSuffix(num);
        File newFile = new File(file.getParent(), newName);
        file.renameTo(newFile);
    }
}

执行结果是有可能出现A线程复制文件还未完成，B线程就开始修改文件名的情况，导致修改失败。

3. 采用多线程加锁方式，代码如下：

import java.io.*;

public class CopyAndRename {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建文件夹
            File dir = new File("D:/newFolder");
            if (!dir.exists()) {
                dir.mkdir();
            }

            // 创建锁
            Object lock = new Object();

            // 创建A线程
            Thread threadA = new Thread(() -> {
                int i = 1;
                while (i <= 10) {
                    String srcFilePath = "S/" + getFileName(i);
                    String destFilePath = "D:/newFolder/" + i + getFileSuffix(i);
                    File srcFile = new File(srcFilePath);
                    File destFile = new File(destFilePath);

                    try {
                        copyFile(srcFile, destFile);
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    // 加锁
                    synchronized (lock) {
                        lock.notify();
                        try {
                            lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }

                    i++;
                }
            });

            // 创建B线程
            Thread threadB = new Thread(() -> {
                int i = 1;
                while (i <= 10) {
                    String filePath = "D:/newFolder/" + i + getFileSuffix(i);
                    File file = new File(filePath);

                    // 加锁
                    synchronized (lock) {
                        try {
                            lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                        renameFile(file, i);

                        lock.notify();
                    }

                    i++;
                }
            });

            // 启动线程
            threadA.start();
            threadB.start();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 获取文件名
    public static String getFileName(int num) {
        char c = (char) ('a' + num - 1);
        return c + "" + num + ".jpg";
    }

    // 获取文件后缀
    public static String getFileSuffix(int num) {
        if (num % 2 == 0) {
            return ".jpg";
        }
        return ".png";
    }

    // 复制文件
    public static void copyFile(File srcFile, File destFile) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buf)) > 0) {
            fos.write(buf, 0, len);
        }
        fis.close();
        fos.close();
    }

    // 修改文件名
    public static void renameFile(File file, int num) {
        String newName = num + getFileSuffix(num);
        File newFile = new File(file.getParent(), newName);
        file.renameTo(newFile);
    }
}

加锁方式可以保证A线程完成复制后，B线程才能进行修改文件名，避免了修改失败的情况。