深入理解Java高并發(fā)編程

第1篇 基礎知識儲備
第1章 計算機原理 2
1.1 匯編語言基礎 2
1.1.1 匯編語言與機器語言 2
1.1.2 常見的寄存器 3
1.1.3 常見操作語句 6
1.1.4 內聯(lián)匯編 6
1.1.5 常見助記符 9
1.2 C語言基礎 12
1.2.1 基本數(shù)據(jù)類型 12
1.2.2 結構體原理 13
1.2.3 指針原理 19
1.2.4 指針與數(shù)組原理 21
1.3 計算機組成原理基礎 23
1.3.1 intel的發(fā)展歷史 23
1.3.2 計算機程序的組成 29
1.3.3 計算機的內存管理與內存地址原理 36
1.3.4 計算機程序的執(zhí)行原理 44
1.4 OS概述 52
1.4.1 OS的發(fā)展歷程和分類 53
1.4.2 常用的OS系統(tǒng) 56
1.5 小結 57
第2章 并發(fā)基礎 58
2.1 并發(fā)與并行原理 58
2.1.1 并發(fā) 58
2.1.2 并行 59
2.1.3 并發(fā)與并行帶來的問題 59
2.2 傳統(tǒng)OS并發(fā)控制原理 60
2.2.1 P-V原語 60
2.2.2 信號量 61
2.2.3 互斥量 62
2.2.4 自旋鎖 62
2.2.5 讀寫鎖 63
2.2.6 死鎖 64
2.3 CPU并發(fā)控制原理 66
2.3.1 中斷控制 66
2.3.2 緩存一致性協(xié)議 67
2.3.3 系統(tǒng)屏障 69
2.3.4 總線/緩存鎖 73
2.4 Linux內核并發(fā)控制原理 73
2.4.1 Linux內核信號量與P-V原語實現(xiàn)原理 74
2.4.2 Linux內核互斥量實現(xiàn)原理 80
2.4.3 Linux內核自旋鎖實現(xiàn)原理 80
2.4.4 Linux內核讀寫鎖實現(xiàn)原理 84
2.4.5 Linux內核中斷控制與內核搶占原理 91
2.4.6 Linux內核seq鎖實現(xiàn)原理 98
2.4.7 Linux內核rcu鎖實現(xiàn)原理 100
2.5 Glibc和Pthread庫原理 105
2.5.1 C標準、CRT與Glibc 105
2.5.2 LinuxThread與POSIX、NGTP、NPTL 107
2.5.3 NPTL常用函數(shù)與實現(xiàn)原理 108
2.6 小結 131
第3章 常見語言的線程實現(xiàn) 132
3.1 匯編語言多線程實現(xiàn) 132
3.2 C語言多線程實現(xiàn) 133
3.3 Go語言多線程實現(xiàn) 134
3.4 Python語言多線程實現(xiàn) 135
3.5 Java語言多線程實現(xiàn) 135
3.6 不同語言并發(fā)異同與知識推理 136
3.7 小結 136
第4章 Java并發(fā)入門 137
4.1 Java Thread類核心原理與方法 137
4.1.1 走進Thread 138
4.1.2 run方法 139
4.1.3 start方法 139
4.1.4 stop方法 140
4.1.5 destory方法 140
4.1.6 interrupt方法 141
4.1.7 sleep方法 142
4.1.8 join方法 142
4.1.9 Thread方法使用與線程狀態(tài)轉換 143
4.2 Runnable與Callable的使用 144
4.3 Future接口的使用 146
4.4 Promise接口的使用 147
4.5 volatile關鍵字的使用 147
4.6 synchronized關鍵字的使用 148
4.7 小結 149
第5章 JUC之Java線程池 150
5.1 Executor與ExecutorService詳解 150
5.1.1 Executor接口原理 150
5.1.2 ExecutorService接口原理 151
5.2 ThreadPoolExecutor詳解 156
5.2.1 ThreadPoolExecutor例子 156
5.2.2 ThreadPoolExecutor核心數(shù)據(jù)結構 156
5.2.3 execute方法的實現(xiàn)原理 159
5.2.4 shutdown方法實現(xiàn)原理 164
5.2.5 awaitTermination方法的實現(xiàn)原理 166
5.2.6 shutdownNow方法的實現(xiàn)原理 167
5.3 ScheduledThreadPoolExecutor詳解 168
5.3.1 ScheduledThreadPoolExecutor例子 169
5.3.2 ScheduledExecutorService接口 170
5.3.3 ScheduledThreadPoolExecutor核心變量 170
5.3.4 scheduleAtFixedRate實現(xiàn)與原理 172
5.3.5 ScheduledFutureTask實現(xiàn)與原理 176
5.3.6 scheduleWithFixedDelay實現(xiàn)與原理 177
5.3.7 shutdown實現(xiàn)與原理 178
5.4 構建不同線程池 179
5.4.1 FixedThreadPool 179
5.4.2 SingleThreadExecutor 179
5.4.3 CachedThreadPool 180
5.4.4 SingleThreadScheduledExecutor 180
5.4.5 ScheduledThreadPool 181
5.5 ForkJoinPool詳解 181
5.5.1 ForkJoinPool核心數(shù)據(jù)結構與方法 181
5.5.2 ForkJoinPool externalPush實現(xiàn)原理 185
5.5.3 ForkJoinPool externalSubmit實現(xiàn)原理 185
5.5.4 ForkJoinPool signalWork實現(xiàn)原理 187
5.5.5 ForkJoinPool tryAddWorker實現(xiàn)原理 188
5.5.6 ForkJoinPool createWorker實現(xiàn)原理 189
5.5.7 ForkJoinPool registerWorker實現(xiàn)原理 189
5.5.8 ForkJoinPool ForkJoinWorkerThread執(zhí)行原理 190
5.5.9 ForkJoinPool scan竊取算法原理 191
5.5.10 ForkJoinPool runTask原理 194
5.5.11 ForkJoinPool awaitWork原理 196
5.5.12 ForkJoinPool切割子任務 197
5.5.13 ForkJoinTask doExec原理 198
5.5.14 ForkJoinTask fork原理 202
5.5.15 ForkJoinTask join原理 202
5.5.16 ForkJoinPool awaitJoin原理 204
5.5.17 ForkJoinPool tryRemoveAndExec原理 205
5.5.18 ForkJoinPool helpStealer原理 207
5.5.19 ForkJoinPool tryCompensate原理 209
5.5.20 ForkJoinPool shutdown原理 211
5.5.21 ForkJoinPool awaitTermination原理 214
5.5.22 ForkJoinPool總結 215
5.5.23 RecursiveAction原理 216
5.5.24 RecursiveTask原理 217
5.5.25 CountedCompleter原理 218
5.6 CompletableFuture詳解 234
5.6.1 CompletableFuture 概念與例子 234
5.6.2 CompletableFuture CompletionStage接口 235
5.6.3 CompletableFuture runAsync原理 237
5.6.4 CompletableFuture postComplete原理 238
5.6.5 CompletableFuture Completion原理 239
5.6.6 CompletableFuture allOf原理 246
5.7 小結 253
第6章 JUC之同步結構 254
6.1 同步結構基礎實現(xiàn)原理 254
6.1.1 Lock接口 254
6.1.2 Condition接口 255
6.1.3 LockSupport類 255
6.1.4 AQS類 256
6.1.5 隊列核心接口 259
6.2 ReentrantLock實現(xiàn)與原理 262
6.3 ReentrantReadWriteLock實現(xiàn)與原理 264
6.4 Semapher實現(xiàn)與原理 271
6.5 FutureTask實現(xiàn)與原理 273
6.6 ArrayBlockingQueue實現(xiàn)與原理 278
6.7 LinkedBlockingQueue實現(xiàn)與原理 281
6.8 LinkedBlockingDeque實現(xiàn)與原理 284
6.9 LinkedTransferQueue實現(xiàn)與原理 288
6.10 SynchronousQueue實現(xiàn)與原理 295
6.11 PriorityBlockingQueue實現(xiàn)與原理 305
6.12 ConcurrentLinkedQueue實現(xiàn)與原理 310
6.13 ConcurrentLinkedDeque實現(xiàn)與原理 315
6.14 ThreadLocalRandom實現(xiàn)與原理 326
6.15 CopyOnWriteArrayList實現(xiàn)與原理 329
6.16 CopyOnWriteArraySet實現(xiàn)與原理 331
6.17 CountDownLatch實現(xiàn)與原理 333
6.18 CyclicBarrier實現(xiàn)與原理 335
6.19 ConcurrentHashMap實現(xiàn)與原理 338
6.20 ConcurrentSkipListMap實現(xiàn)與原理 354
6.21 ConcurrentSkipListSet實現(xiàn)與原理 363
6.22 Exchanger實現(xiàn)與原理 364
6.23 Phaser實現(xiàn)與原理 372
6.24 小結 380
第7章 Java NIO詳解 382
7.1 NIO三劍客之Buffer原理 382
7.1.1 Buffer 383
7.1.2 ByteBuffer 385
7.1.3 HeapByteBuffer 394
7.1.4 MappedByteBuffer 396
7.1.5 DirectByteBuffer 398
7.2 NIO三劍客之Channel原理 403
7.2.1 Channel 403
7.2.2 FileChannel 404
7.2.3 SocketChannel 408
7.2.4 ServerSocketChannel 412
7.2.5 DatagramChannel 415
7.3 NIO三劍客之Selector原理 420
7.3.1 Selector 420
7.3.2 SelectionKey 423
7.4 小結 431
第2篇 深入Java并發(fā)原理
第8章 JVM synchronized與volatile原理詳解 434
8.1 JVM源碼分析之Unsafe類 434
8.1.1 compareAndSwap類方法實現(xiàn)原理 435
8.1.2 getIntVolatile方法實現(xiàn)原理 435
8.1.3 putIntVolatile方法實現(xiàn)原理 435
8.1.4 putOrderedInt方法實現(xiàn)原理 436
8.1.5 park方法實現(xiàn)原理 437
8.1.6 loadFence方法實現(xiàn)原理 438
8.1.7 storeFence方法實現(xiàn)原理 438
8.1.8 fullFence方法 438
8.2 JVM源碼分析之原子類 439
8.2.1 AtomicInteger實現(xiàn)與原理 439
8.2.2 AtomicBoolean實現(xiàn)與原理 440
8.2.3 AtomicIntegerArray實現(xiàn)與原理 441
8.2.4 AtomicIntegerFieldUpdater實現(xiàn)與原理 443
8.2.5 AtomicLong實現(xiàn)與原理 445
8.2.6 AtomicLongArray實現(xiàn)與原理 446
8.2.7 AtomicLongFieldUpdater實現(xiàn)與原理 447
8.2.8 AtomicMarkableReference實現(xiàn)與原理 450
8.2.9 AtomicStampedReference實現(xiàn)與原理 451
8.2.10 AtomicReference實現(xiàn)與原理 454
8.2.11 AtomicReferenceArray實現(xiàn)與原理 454
8.2.12 AtomicReferenceFieldUpdater實現(xiàn)與原理 455
8.2.13 DoubleAccumulator實現(xiàn)與原理 457
8.2.14 DoubleAdder實現(xiàn)與原理 465
8.2.15 LongAccumulator實現(xiàn)與原理 466
8.2.16 LongAdder實現(xiàn)與原理 467
8.3 volatile原理分析 469
8.3.1 JVM內存模型 469
8.3.2 Java中happens-before原則 469
8.3.3 Java中Volatile語義 470
8.3.4 Java中Volatile字節(jié)碼原理 472
8.3.5 JVM中putstatic和getstatic字節(jié)碼原理 473
8.3.6 C/C++中的volatile原理 475
8.3.7 JVM中volatile對于禁止重排序的實現(xiàn)原理 477
8.3.8 從Pthread線程庫分析C的volatile語義 480
8.3.9 JMM和CPU模型原理 484
8.4 synchronized源碼分析 488
8.4.1 Java對象頭原理 488
8.4.2 _monitorenter 獲取鎖過程原理 490
8.4.3 _monitorexit 釋放鎖過程原理 513
8.4.4 Object.wait 等待過程原理 518
8.4.5 Object.notify 喚醒過程原理 522
8.4.6 Object.notifyAll 喚醒全部過程原理 524
8.4.7 Object.hashcode 獲取哈希碼過程原理 526
8.5 小結 530
第9章 AQS源碼詳解 531
9.1 compare and swap原理詳解 531
9.1.1 compare and swap概念 531
9.1.2 Java層面compare and swap實現(xiàn)原理 531
9.1.3 Hotspot虛擬機層面compare and swap實現(xiàn)原理 532
9.1.4 匯編層面compare and swap實現(xiàn)原理 533
9.2 AQS核心之Node類 533
9.3 AQS核心之head和tail變量 534
9.4 AQS核心之state變量 535
9.5 AQS核心之a(chǎn)cquire過程原理 536
9.6 AQS核心之a(chǎn)cquireInterruptibly過程原理 540
9.7 AQS核心之a(chǎn)cquireShared過程原理 541
9.8 AQS核心之a(chǎn)cquireSharedInterruptibly過程原理 544
9.9 AQS核心之release過程原理 544
9.10 AQS核心之releaseShared過程原理 545
9.11 AQS核心之條件變量原理 545
9.11.1 ConditionObject類 545
9.11.2 await Node等待操作原理 546
9.11.3 signal Node喚醒操作原理 550
9.11.4 相關工具方法詳述 552
9.12 小結 553
第10章 JVM線程原理詳解 554
10.1 JNI詳述 554
10.1.1 JNI概念 554
10.1.2 JVM執(zhí)行外部動態(tài)鏈接庫原理 556
10.1.3 JVM執(zhí)行內部動態(tài)鏈接庫原理 578
10.1.4 JNIEnv結構體原理 583
10.2 Java Thread類源碼解析 584
10.3 Java Thread Start原理解析 585
10.4 Java Thread Stop原理解析 592
10.5 Java Thread Interrupt原理解析 594
10.6 Java Thread isInterrupted原理解析 595
10.7 Java Thread Sleep原理解析 596
10.8 Java Thread Yield原理解析 598
10.9 Java Thread Suspend原理解析 599
10.10 Java Thread Resume原理解析 601
10.11 JVM Thread層級結構 601
10.12 JVM互斥體原理 605
10.12.1 ParkEvent與Parker原理 606
10.12.2 MutexLocker原理 614
10.12.3 MutexLockerEx原理 615
10.12.4 Mutex和Monitor原理 616
10.13 小結 623