Java并發(fā)編程實戰(zhàn)

對本書的贊譽
譯者序
前　言
第1章　簡介1
1.1　并發(fā)簡史1
1.2　線程的優(yōu)勢2
1.2.1　發(fā)揮多處理器的強大能力2
1.2.2　建模的簡單性3
1.2.3　異步事件的簡化處理3
1.2.4　響應(yīng)更靈敏的用戶界面4
1.3　線程帶來的風(fēng)險4
1.3.1　安全性問題5
1.3.2　活躍性問題7
1.3.3　性能問題7
1.4　線程無處不在7
第一部分　基礎(chǔ)知識
第2章　線程安全性11
2.1　什么是線程安全性13
2.2　原子性14
2.2.1　競態(tài)條件15
2.2.2　示例：延遲初始化中的競態(tài)條件16
2.2.3　復(fù)合操作17
2.3　加鎖機制18
2.3.1　內(nèi)置鎖20
2.3.2　重入21
2.4　用鎖來保護狀態(tài)22
2.5　活躍性與性能23
第3章　對象的共享27
3.1　可見性27
3.1.1　失效數(shù)據(jù)28
3.1.2　非原子的64位操作29
3.1.3　加鎖與可見性30
3.1.4　Volatile變量 30
3.2　發(fā)布與逸出32
3.3　線程封閉35
3.3.1　Ad-hoc線程封閉35
3.3.2　棧封閉36
3.3.3　ThreadLocal類37
3.4　不變性38
3.4.1　Final域39
3.4.2　示例：使用Volatile類型來發(fā)布不可變對象40
3.5　安全發(fā)布41
3.5.1　不正確的發(fā)布：正確的對象被破壞42
3.5.2 　不可變對象與初始化安全性42
3.5.3　安全發(fā)布的常用模式43
3.5.4　事實不可變對象44
3.5.5　可變對象44
3.5.6　安全地共享對象44
第4章　對象的組合46
4.1　設(shè)計線程安全的類46
4.1.1　收集同步需求47
4.1.2　依賴狀態(tài)的操作48
4.1.3　狀態(tài)的所有權(quán)48
4.2　實例封閉49
4.2.1　Java監(jiān)視器模式51
4.2.2　示例：車輛追蹤51
4.3　線程安全性的委托53
4.3.1　示例：基于委托的車輛追蹤器54
4.3.2　獨立的狀態(tài)變量55
4.3.3　當(dāng)委托失效時56
4.3.4　發(fā)布底層的狀態(tài)變量57
4.3.5　示例：發(fā)布狀態(tài)的車輛追蹤器58
4.4　在現(xiàn)有的線程安全類中添加功能59
4.4.1　客戶端加鎖機制60
4.4.2　組合62
4.5　將同步策略文檔化62
第5章　基礎(chǔ)構(gòu)建模塊66
5.1　同步容器類66
5.1.1　同步容器類的問題66
5.1.2　迭代器與Concurrent-ModificationException68
5.1.3　隱藏迭代器69
5.2　并發(fā)容器70
5.2.1　ConcurrentHashMap71
5.2.2　額外的原子Map操作72
5.2.3　CopyOnWriteArrayList72
5.3　阻塞隊列和生產(chǎn)者-消費者模式73
5.3.1　示例：桌面搜索75
5.3.2　串行線程封閉76
5.3.3　雙端隊列與工作密取77
5.4　阻塞方法與中斷方法77
5.5　同步工具類78
5.5.1　閉鎖79
5.5.2　FutureTask80
5.5.3　信號量82
5.5.4　柵欄83
5.6　構(gòu)建高效且可伸縮的結(jié)果緩存85
第二部分　結(jié)構(gòu)化并發(fā)應(yīng)用程序
第6章　任務(wù)執(zhí)行93
6.1　在線程中執(zhí)行任務(wù)93
6.1.1　串行地執(zhí)行任務(wù)94
6.1.2　顯式地為任務(wù)創(chuàng)建線程94
6.1.3　無限制創(chuàng)建線程的不足95
6.2　Executor框架96
6.2.1　示例：基于Executor的Web服務(wù)器97
6.2.2　執(zhí)行策略98
6.2.3　線程池98
6.2.4　Executor的生命周期99
6.2.5　延遲任務(wù)與周期任務(wù)101
6.3　找出可利用的并行性102
6.3.1　示例：串行的頁面渲染器102
6.3.2　攜帶結(jié)果的任務(wù)Callable與Future103
6.3.3　示例：使用Future實現(xiàn)頁面渲染器104
6.3.4　在異構(gòu)任務(wù)并行化中存在的局限106
6.3.5　CompletionService:Executor與BlockingQueue106
6.3.6　示例：使用CompletionService實現(xiàn)頁面渲染器107
6.3.7　為任務(wù)設(shè)置時限108
6.3.8　示例：旅行預(yù)定門戶網(wǎng)站109
第7章　取消與關(guān)閉111
7.1　任務(wù)取消111
7.1.1　中斷113
7.1.2　中斷策略116
7.1.3　響應(yīng)中斷117
7.1.4　示例：計時運行118
7.1.5　通過Future來實現(xiàn)取消120
7.1.6　處理不可中斷的阻塞121
7.1.7　采用newTaskFor來封裝非標準的取消122
7.2　停止基于線程的服務(wù)124
7.2.1　示例：日志服務(wù)124
7.2.2　關(guān)閉ExecutorService127
7.2.3　“毒丸”對象128
7.2.4　示例：只執(zhí)行一次的服務(wù)129
7.2.5　shutdownNow的局限性130
7.3　處理非正常的線程終止132
7.4　JVM關(guān)閉135
7.4.1　關(guān)閉鉤子135
7.4.2　守護線程136
7.4.3　終結(jié)器136
第8章　線程池的使用138
8.1　在任務(wù)與執(zhí)行策略之間的隱性耦合138
8.1.1　線程饑餓死鎖139
8.1.2　運行時間較長的任務(wù)140
8.2　設(shè)置線程池的大小140
8.3　配置ThreadPoolExecutor141
8.3.1　線程的創(chuàng)建與銷毀142
8.3.2　管理隊列任務(wù)142
8.3.3　飽和策略144
8.3.4　線程工廠146
8.3.5　在調(diào)用構(gòu)造函數(shù)后再定制ThreadPoolExecutor147
8.4　擴展 ThreadPoolExecutor148
8.5　遞歸算法的并行化149
第9章　圖形用戶界面應(yīng)用程序156
9.1　為什么GUI是單線程的156
9.1.1　串行事件處理157
9.1.2　Swing中的線程封閉機制158
9.2　短時間的GUI任務(wù)160
9.3　長時間的GUI任務(wù)161
9.3.1　取消162
9.3.2　進度標識和完成標識163
9.3.3　SwingWorker165
9.4　共享數(shù)據(jù)模型165
9.4.1　線程安全的數(shù)據(jù)模型166
9.4.2　分解數(shù)據(jù)模型166
9.5　其他形式的單線程子系統(tǒng)167
第三部分　活躍性、性能與測試
第10章　避免活躍性危險169
10.1　死鎖169
10.1.1　鎖順序死鎖170
10.1.2　動態(tài)的鎖順序死鎖171
10.1.3　在協(xié)作對象之間發(fā)生的死鎖174
10.1.4　開放調(diào)用175
10.1.5　資源死鎖177
10.2　死鎖的避免與診斷178
10.2.1　支持定時的鎖178
10.2.2　通過線程轉(zhuǎn)儲信息來分析死鎖178
10.3　其他活躍性危險180
10.3.1　饑餓180
10.3.2　糟糕的響應(yīng)性181
10.3.3　活鎖181
第11章　性能與可伸縮性183
11.1　對性能的思考183
11.1.1　性能與可伸縮性184
11.1.2　評估各種性能權(quán)衡因素185
11.2　Amdahl定律186
11.2.1　示例：在各種框架中隱藏的串行部分188
11.2.2　Amdahl定律的應(yīng)用189
11.3　線程引入的開銷189
11.3.1　上下文切換190
11.3.2　內(nèi)存同步190
11.3.3　阻塞192
11.4　減少鎖的競爭192
11.4.1　縮小鎖的范圍（“快進快出”）193
11.4.2　減小鎖的粒度195
11.4.3　鎖分段196
11.4.4　避免熱點域197
11.4.5　一些替代獨占鎖的方法198
11.4.6　監(jiān)測CPU的利用率199
11.4.7　向?qū)ο蟪卣f“不”200
11.5　示例：比較Map的性能200
11.6　減少上下文切換的開銷201
第12章　并發(fā)程序的測試204
12.1　正確性測試205
12.1.1　基本的單元測試206
12.1.2　對阻塞操作的測試207
12.1.3　安全性測試208
12.1.4　資源管理的測試212
12.1.5　使用回調(diào)213
12.1.6　產(chǎn)生更多的交替操作214
12.2　性能測試215
12.2.1　在PutTakeTest中增加計時功能215
12.2.2　多種算法的比較217
12.2.3　響應(yīng)性衡量218
12.3　避免性能測試的陷阱220
12.3.1　垃圾回收220
12.3.2　動態(tài)編譯220
12.3.3　對代碼路徑的不真實采樣222
12.3.4　不真實的競爭程度222
12.3.5　無用代碼的消除223
12.4　其他的測試方法224
12.4.1　代碼審查224
12.4.2　靜態(tài)分析工具224
12.4.3　面向方面的測試技術(shù)226
12.4.4　分析與監(jiān)測工具226
第四部分　高級主題
第13章　顯式鎖227
13.1　Lock與 ReentrantLock227
13.1.1　輪詢鎖與定時鎖228
13.1.2　可中斷的鎖獲取操作230
13.1.3　非塊結(jié)構(gòu)的加鎖231
13.2　性能考慮因素231
13.3　公平性232
13.4　在synchronized和ReentrantLock之間進行選擇234
13.5　讀-寫鎖235
第14章　構(gòu)建自定義的同步工具238
14.1　狀態(tài)依賴性的管理238
14.1.1　示例：將前提條件的失敗傳遞給調(diào)用者240
14.1.2　示例：通過輪詢與休眠來實現(xiàn)簡單的阻塞241
14.1.3　條件隊列243
14.2　使用條件隊列244
14.2.1　條件謂詞244
14.2.2　過早喚醒245
14.2.3　丟失的信號246
14.2.4　通知247
14.2.5　示例：閥門類248
14.2.6　子類的安全問題249
14.2.7　封裝條件隊列250
14.2.8　入口協(xié)議與出口協(xié)議250
14.3　顯式的Condition對象251
14.4　Synchronizer剖析253
14.5　AbstractQueuedSynchronizer254
14.6　java.util.concurrent同步器類中的 AQS257
14.6.1　ReentrantLock257
14.6.2　Semaphore與CountDownLatch258
14.6.3　FutureTask259
14.6.4　ReentrantReadWriteLock259
第15章　原子變量與非阻塞同步機制261
15.1　鎖的劣勢261
15.2　硬件對并發(fā)的支持262
15.2.1　比較并交換263
15.2.2　非阻塞的計數(shù)器264
15.2.3　JVM對CAS的支持265
15.3　原子變量類265
15.3.1　原子變量是一種“更好的volatile”266
15.3.2　性能比較：鎖與原子變量267
15.4　非阻塞算法270
15.4.1　非阻塞的棧270
15.4.2　非阻塞的鏈表272
15.4.3　原子的域更新器274
15.4.4　ABA問題275
第16章　Java內(nèi)存模型277
16.1　什么是內(nèi)存模型，為什么需要它277
16.1.1　平臺的內(nèi)存模型278
16.1.2　重排序278
16.1.3　Java內(nèi)存模型簡介280
16.1.4　借助同步281
16.2　發(fā)布283
16.2.1　不安全的發(fā)布283
16.2.2　安全的發(fā)布284
16.2.3　安全初始化模式284
16.2.4　雙重檢查加鎖286
16.3　初始化過程中的安全性287
附錄A　并發(fā)性標注289
參考文獻291