《Java并发编程实战》深入浅出地介绍了Java线程和并发,是一本完美的Java并发参考手册。书中从并发性和线程安全性的基本概念出发,介绍了如何使用类库提供的基本并发构建块,用于避免并发危险、构造线程安全的类及验证线程安全的规则,如何将小的线程安全类组合成更大的线程安全类,如何利用线程来提高并发应用程序的吞吐量,如何识别可并行执行的任务,如何提高单线程子系统的响应性,如何确保并发程序执行预期任务,如何提高并发代码的性能和可伸缩性等内容,*后介绍了一些高级主题,如显式锁、原子变量、非阻塞算法以及如何开发自定义的同步工具类。
本书适合有Java基础的程序开发人员阅读。
本书涵盖的内容包括:
• 并发性与线程安全性的基本概念
• 构建以及组合各种线程安全类的技术
• 使用java.util.concurrent包中的各种并发构建基础模块
• 性能优化中的注意事项
• 如何测试并发程序
• 以及一些高级主题,包括原子变量,无阻塞算法以及Java内存模型
目录
- 第1章简介
- 1.1并发简史
- 1.2线程的优势
- 1.2.1发挥多处理器的强大能力
- 1.2.2建模的简单性
- 1.2.3异步事件的简化处理
- 1.2.4响应更灵敏的用户界面
- 1.3线程带来的风险
- 1.3.1安全性问题
- 1.3.2活跃性问题
- 1.3.3性能问题
- 1.4线程无处不在
- 第一部分基础知识
- 第2章线程安全性
- 2.1什么是线程安全性
- 2.2原子性
- 2.2.1竞态条件
- 2.2.2示例:延迟初始化中的竞态条件
- 2.2.3复合操作
- 2.3加锁机制
- 2.3.1内置锁
- 2.3.2重入
- 2.4用锁来保护状态
- 2.5活跃性与性能
- 第3章对象的共享
- 3.1可见性
- 3.1.1失效数据
- 3.1.2非原子的64位操作
- 3.1.3加锁与可见性
- 3.1.4Volatile变量
- 3.2发布与逸出
- 3.3线程封闭
- 3.3.1Ad-hoc线程封闭
- 3.3.2栈封闭
- 3.3.3ThreadLocal类
- 3.4不变性
- 3.4.1Final域
- 3.4.2示例:使用Volatile类型来发布不可变对象
- 3.5安全发布
- 3.5.1不正确的发布:正确的对象被破坏
- 3.5.2 不可变对象与初始化安全性
- 3.5.3安全发布的常用模式
- 3.5.4事实不可变对象
- 3.5.5可变对象
- 3.5.6安全地共享对象
- 第4章对象的组合
- 4.1设计线程安全的类
- 4.1.1收集同步需求
- 4.1.2依赖状态的操作
- 4.1.3状态的所有权
- 4.2实例封闭
- 4.2.1Java监视器模式
- 4.2.2示例:车辆追踪
- 4.3线程安全性的委托
- 4.3.1示例:基于委托的车辆追踪器
- 4.3.2独立的状态变量
- 4.3.3当委托失效时
- 4.3.4发布底层的状态变量
- 4.3.5示例:发布状态的车辆追踪器
- 4.4在现有的线程安全类中添加功能
- 4.4.1客户端加锁机制
- 4.4.2组合
- 4.5将同步策略文档化
- 第5章基础构建模块
- 5.1同步容器类
- 5.1.1同步容器类的问题
- 5.1.2迭代器与Concurrent-ModificationException
- 5.1.3隐藏迭代器
- 5.2并发容器
- 5.2.1ConcurrentHashMap
- 5.2.2额外的原子Map操作
- 5.2.3CopyOnWriteArrayList
- 5.3阻塞队列和生产者-消费者模式
- 5.3.1示例:桌面搜索
- 5.3.2串行线程封闭
- 5.3.3双端队列与工作密取
- 5.4阻塞方法与中断方法
- 5.5同步工具类
- 5.5.1闭锁
- 5.5.2FutureTask
- 5.5.3信号量
- 5.5.4栅栏
- 5.6构建高效且可伸缩的结果缓存
- 第二部分结构化并发应用程序
- 第6章任务执行
- 6.1在线程中执行任务
- 6.1.1串行地执行任务
- 6.1.2显式地为任务创建线程
- 6.1.3无限制创建线程的不足
- 6.2Executor框架
- 6.2.1示例:基于Executor的Web服务器
- 6.2.2执行策略
- 6.2.3线程池
- 6.2.4Executor的生命周期
- 6.2.5延迟任务与周期任务
- 6.3找出可利用的并行性
- 6.3.1示例:串行的页面渲染器
- 6.3.2携带结果的任务Callable与Future
- 6.3.3示例:使用Future实现页面渲染器
- 6.3.4在异构任务并行化中存在的局限
- 6.3.5CompletionService:Executor与BlockingQueue
- 6.3.6示例:使用CompletionService实现页面渲染器
- 6.3.7为任务设置时限
- 6.3.8示例:旅行预定门户网站
- 第7章取消与关闭
- 7.1任务取消
- 7.1.1中断
- 7.1.2中断策略
- 7.1.3响应中断
- 7.1.4示例:计时运行
- 7.1.5通过Future来实现取消
- 7.1.6处理不可中断的阻塞
- 7.1.7采用newTaskFor来封装非标准的取消
- 7.2停止基于线程的服务
- 7.2.1示例:日志服务
- 7.2.2关闭ExecutorService
- 7.2.3“毒丸”对象
- 7.2.4示例:只执行一次的服务
- 7.2.5shutdownNow的局限性
- 7.3处理非正常的线程终止
- 7.4JVM关闭
- 7.4.1关闭钩子
- 7.4.2守护线程
- 7.4.3终结器
- 第8章线程池的使用
- 8.1在任务与执行策略之间的隐性耦合
- 8.1.1线程饥饿死锁
- 8.1.2运行时间较长的任务
- 8.2设置线程池的大小
- 8.3配置ThreadPoolExecutor
- 8.3.1线程的创建与销毁
- 8.3.2管理队列任务
- 8.3.3饱和策略
- 8.3.4线程工厂
- 8.3.5在调用构造函数后再定制ThreadPoolExecutor
- 8.4扩展 ThreadPoolExecutor
- 8.5递归算法的并行化
- 第9章图形用户界面应用程序
- 9.1为什么GUI是单线程的
- 9.1.1串行事件处理
- 9.1.2Swing中的线程封闭机制
- 9.2短时间的GUI任务
- 9.3长时间的GUI任务
- 9.3.1取消
- 9.3.2进度标识和完成标识
- 9.3.3SwingWorker
- 9.4共享数据模型
- 9.4.1线程安全的数据模型
- 9.4.2分解数据模型
- 9.5其他形式的单线程子系统
- 第三部分活跃性、性能与测试
- 第10章避免活跃性危险
- 10.1死锁
- 10.1.1锁顺序死锁
- 10.1.2动态的锁顺序死锁
- 10.1.3在协作对象之间发生的死锁
- 10.1.4开放调用
- 10.1.5资源死锁
- 10.2死锁的避免与诊断
- 10.2.1支持定时的锁
- 10.2.2通过线程转储信息来分析死锁
- 10.3其他活跃性危险
- 10.3.1饥饿
- 10.3.2糟糕的响应性
- 10.3.3活锁
- 第11章性能与可伸缩性
- 11.1对性能的思考
- 11.1.1性能与可伸缩性
- 11.1.2评估各种性能权衡因素
- 11.2Amdahl定律
- 11.2.1示例:在各种框架中隐藏的串行部分
- 11.2.2Amdahl定律的应用
- 11.3线程引入的开销
- 11.3.1上下文切换
- 11.3.2内存同步
- 11.3.3阻塞
- 11.4减少锁的竞争
- 11.4.1缩小锁的范围(“快进快出”)
- 11.4.2减小锁的粒度
- 11.4.3锁分段
- 11.4.4避免热点域
- 11.4.5一些替代独占锁的方法
- 11.4.6监测CPU的利用率
- 11.4.7向对象池说“不”
- 11.5示例:比较Map的性能
- 11.6减少上下文切换的开销
- 第12章并发程序的测试
- 12.1正确性测试
- 12.1.1基本的单元测试
- 12.1.2对阻塞操作的测试
- 12.1.3安全性测试
- 12.1.4资源管理的测试
- 12.1.5使用回调
- 12.1.6产生更多的交替操作
- 12.2性能测试
- 12.2.1在PutTakeTest中增加计时功能
- 12.2.2多种算法的比较
- 12.2.3响应性衡量
- 12.3避免性能测试的陷阱
- 12.3.1垃圾回收
- 12.3.2动态编译
- 12.3.3对代码路径的不真实采样
- 12.3.4不真实的竞争程度
- 12.3.5无用代码的消除
- 12.4其他的测试方法
- 12.4.1代码审查
- 12.4.2静态分析工具
- 12.4.3面向方面的测试技术
- 12.4.4分析与监测工具
- 第四部分高级主题
- 第13章显式锁
- 13.1Lock与 ReentrantLock
- 13.1.1轮询锁与定时锁
- 13.1.2可中断的锁获取操作
- 13.1.3非块结构的加锁
- 13.2性能考虑因素
- 13.3公平性
- 13.4在synchronized和ReentrantLock之间进行选择
- 13.5读-写锁
- 第14章构建自定义的同步工具
- 14.1状态依赖性的管理
- 14.1.1示例:将前提条件的失败传递给调用者
- 14.1.2示例:通过轮询与休眠来实现简单的阻塞
- 14.1.3条件队列
- 14.2使用条件队列
- 14.2.1条件谓词
- 14.2.2过早唤醒
- 14.2.3丢失的信号
- 14.2.4通知
- 14.2.5示例:阀门类
- 14.2.6子类的安全问题
- 14.2.7封装条件队列
- 14.2.8入口协议与出口协议
- 14.3显式的Condition对象
- 14.4Synchronizer剖析
- 14.5AbstractQueuedSynchronizer
- 14.6java.util.concurrent同步器类中的 AQS
- 14.6.1ReentrantLock
- 14.6.2Semaphore与CountDownLatch
- 14.6.3FutureTask
- 14.6.4ReentrantReadWriteLock
- 第15章原子变量与非阻塞同步机制
- 15.1锁的劣势
- 15.2硬件对并发的支持
- 15.2.1比较并交换
- 15.2.2非阻塞的计数器
- 15.2.3JVM对CAS的支持
- 15.3原子变量类
- 15.3.1原子变量是一种“更好的volatile”
- 15.3.2性能比较:锁与原子变量
- 15.4非阻塞算法
- 15.4.1非阻塞的栈
- 15.4.2非阻塞的链表
- 15.4.3原子的域更新器
- 15.4.4ABA问题
- 第16章Java内存模型
- 16.1什么是内存模型,为什么需要它
- 16.1.1平台的内存模型
- 16.1.2重排序
- 16.1.3Java内存模型简介
- 16.1.4借助同步
- 16.2发布
- 16.2.1不安全的发布
- 16.2.2安全的发布
- 16.2.3安全初始化模式
- 16.2.4双重检查加锁
- 16.3初始化过程中的安全性
- 附录A并发性标注