Java并發(fā)編程的藝術(shù)（第2版）

Contents目　　錄
贊　譽(yù)
前　言
第1章　Java并發(fā)編程基礎(chǔ)　1
1.1　線程簡介　1
1.1.1　什么是線程　1
1.1.2　為什么要使用多線程　2
1.1.3　線程優(yōu)先級(jí)　3
1.1.4　線程的狀態(tài)　4
1.1.5　Daemon線程　8
1.2　啟動(dòng)和終止線程　8
1.2.1　構(gòu)造線程　9
1.2.2　啟動(dòng)線程　9
1.2.3　理解中斷　9
1.2.4　過期的suspend()、resume()和
stop()　11
1.2.5　安全地終止線程　12
1.3　線程間通信　13
1.3.1　volatile和synchronized關(guān)鍵字　13
1.3.2　等待/通知機(jī)制　15
1.3.3　等待/通知的經(jīng)典范式　18
1.3.4　管道輸入/輸出流　19
1.3.5　thread.join()的使用　20
1.3.6　ThreadLocal的使用　22
1.4　線程應(yīng)用實(shí)例　23
1.4.1　等待超時(shí)模式　23
1.4.2　一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)庫連接池示例　23
1.4.3　線程池技術(shù)及其示例　27
1.4.4　一個(gè)基于線程池技術(shù)的簡單
Web服務(wù)器　30
1.5　本章小結(jié)　34
第2章　并發(fā)編程的挑戰(zhàn)　35
2.1　上下文切換　35
2.1.1　多線程一定快嗎　35
2.1.2　測試上下文切換次數(shù)和時(shí)長　37
2.1.3　如何減少上下文切換　37
2.1.4　減少上下文切換實(shí)戰(zhàn)　38
2.2　死鎖　39
2.3　資源限制的挑戰(zhàn)　40
2.4　本章小結(jié)　41
第3章　Java并發(fā)機(jī)制的底層實(shí)現(xiàn)
原理　42
3.1　volatile的應(yīng)用　42
3.2　synchronized的實(shí)現(xiàn)原理與應(yīng)用　45
3.2.1　Java對(duì)象頭　46
3.2.2　鎖的升級(jí)與對(duì)比　47
3.3　原子操作的實(shí)現(xiàn)原理　50
3.4　本章小結(jié)　54
第4章　Java內(nèi)存模型　55
4.1　Java內(nèi)存模型基礎(chǔ)　55
4.1.1　并發(fā)編程模型的兩個(gè)關(guān)鍵
問題　55
4.1.2　Java內(nèi)存模型的抽象結(jié)構(gòu)　56
4.1.3　從源代碼到指令序列的重
排序　57
4.1.4　并發(fā)編程模型的分類　58
4.1.5　happens-before簡介　60
4.2　重排序　61
4.2.1　數(shù)據(jù)依賴性　62
4.2.2　as-if-serial語義　62
4.2.3　程序順序規(guī)則　63
4.2.4　重排序?qū)Χ嗑€程的影響　63
4.3　順序一致性　65
4.3.1　數(shù)據(jù)競爭與順序一致性　65
4.3.2　順序一致性內(nèi)存模型　66
4.3.3　同步程序的順序一致性效果　68
4.3.4　未同步程序的執(zhí)行特性　69
4.4　volatile的內(nèi)存語義　71
4.4.1　volatile的特性　72
4.4.2　volatile寫-讀建立的
happens-before關(guān)系　73
4.4.3　volatile寫-讀的內(nèi)存語義　74
4.4.4　volatile內(nèi)存語義的實(shí)現(xiàn)　76
4.4.5　JSR-133為什么要增強(qiáng)volatile的
內(nèi)存語義　80
4.5　鎖的內(nèi)存語義　81
4.5.1　鎖的釋放-獲取建立的
happens-before關(guān)系　81
4.5.2　鎖的釋放和獲取的內(nèi)存語義　81
4.5.3　鎖內(nèi)存語義的實(shí)現(xiàn)　83
4.5.4　concurrent包的實(shí)現(xiàn)　87
4.6　f?inal域的內(nèi)存語義　89
4.6.1　f?inal域的重排序規(guī)則　89
4.6.2　寫f?inal域的重排序規(guī)則　89
4.6.3　讀f?inal域的重排序規(guī)則　90
4.6.4　f?inal域?yàn)橐妙愋汀?2
4.6.5　為什么f?inal引用不能在構(gòu)造
函數(shù)中“逸出”　93
4.6.6　f?inal語義在處理器中的實(shí)現(xiàn)　94
4.6.7　JSR-133為什么要增強(qiáng)f?inal的
語義　95
4.7　happens-before　95
4.7.1　JMM的設(shè)計(jì)　95
4.7.2　happens-before的定義　97
4.7.3　happens-before規(guī)則　98
4.8　雙重檢查鎖定與延遲初始化　100
4.8.1　雙重檢查鎖定的由來　100
4.8.2　問題的根源　102
4.8.3　基于volatile的解決方案　104
4.8.4　基于類初始化的解決方案　105
4.9　Java內(nèi)存模型綜述　111
4.9.1　處理器的內(nèi)存模型　111
4.9.2　各種內(nèi)存模型之間的關(guān)系　112
4.9.3　JMM的內(nèi)存可見性保證　114
4.9.4　JSR-133對(duì)舊內(nèi)存模型的修補(bǔ)　115
4.10　JDK 9內(nèi)存順序模型　115
4.10.1　背景　115
4.10.2　Plain　116
4.10.3　Opaque　116
4.10.4　Release/Acquire　117
4.10.5　volatile　118
4.10.6　總結(jié)　118
4.11　本章小結(jié)　119
第5章　Java中的鎖　120
5.1　Lock接口　120
5.2　隊(duì)列同步器　122
5.2.1　隊(duì)列同步器的接口與示例　122
5.2.2　隊(duì)列同步器的實(shí)現(xiàn)分析　125
5.3　重入鎖　136
5.4　讀寫鎖　141
5.4.1　讀寫鎖的接口與示例　141
5.4.2　讀寫鎖的實(shí)現(xiàn)分析　143
5.5　StampedLock　146
5.5.1　StampedLock的接口與示例　147
5.5.2　StampedLock的實(shí)現(xiàn)分析　152
5.6　LockSupport工具　160
5.7　Condition接口　161
5.7.1　Condition的接口與示例　162
5.7.2　Condition的實(shí)現(xiàn)分析　164
5.8　本章小結(jié)　168
第6章　Java并發(fā)容器和框架　169
6.1　ConcurrentHashMap的實(shí)現(xiàn)
原理與使用　169
6.1.1　為什么要使用
ConcurrentHashMap　169
6.1.2　ConcurrentHashMap的結(jié)構(gòu)　170
6.1.3　ConcurrentHashMap的
初始化　171
6.1.4　定位Segment　173
6.1.5　ConcurrentHashMap的操作　174
6.1.6　JDK 8中的
ConcurrentHashMap　175
6.2　ConcurrentLinkedQueue　175
6.2.1　ConcurrentLinkedQueue的
結(jié)構(gòu)　176
6.2.2　入隊(duì)列　176
6.2.3　出隊(duì)列　179
6.3　Java中的阻塞隊(duì)列　181
6.3.1　什么是阻塞隊(duì)列　181
6.3.2　7個(gè)阻塞隊(duì)列　182
6.3.3　阻塞隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)原理　186
6.4　Fork/Join框架　189
6.4.1　什么是Fork/Join框架　189
6.4.2　工作竊取算法　190
6.4.3　Fork/Join框架的設(shè)計(jì)　190
6.4.4　使用Fork/Join框架　191
6.4.5　Fork/Join框架的異常處理　192
6.4.6　Fork/Join框架的實(shí)現(xiàn)原理　193
6.5　本章小結(jié)　194
第7章　Java中的13個(gè)原子操作類　195
7.1　原子更新基本類型　195
7.2　原子更新數(shù)組類型　197
7.3　原子更新引用類型　198
7.4　原子更新字段類型　199
7.5　JDK 8中的原子更新新特性　200
7.6　本章小結(jié)　201
第8章　Java中的并發(fā)工具類　202
8.1　等待多線程完成的
CountDownLatch　202
8.2　同步屏障CyclicBarrier　204
8.2.1　CyclicBarrier簡介　204
8.2.2　CyclicBarrier的應(yīng)用場景　206
8.2.3　CyclicBarrier和
CountDownLatch的區(qū)別　208
8.3　控制并發(fā)線程數(shù)的Semaphore　209
8.4　線程間交換數(shù)據(jù)的Exchanger　210
8.5　本章小結(jié)　211
第9章　Java中的線程池　212
9.1　線程池的實(shí)現(xiàn)原理　212
9.2　線程池的使用　215
9.2.1　線程池的創(chuàng)建　215
9.2.2　向線程池提交任務(wù)　216
9.2.3　關(guān)閉線程池　217
9.2.4　合理地配置線程池　217
9.2.5　線程池的監(jiān)控　218
9.3　本章小結(jié)　219
第10章　Executor框架　220
10.1　Executor框架簡介　220
10.1.1　Executor框架的兩級(jí)調(diào)度
模型　220
10.1.2　Executor框架的結(jié)構(gòu)與成員　220
10.2　ThreadPoolExecutor詳解　225
10.2.1　FixedThreadPool詳解　225
10.2.2　SingleThreadExecutor
詳解　226
10.2.3　CachedThreadPool詳解　227
10.3　ScheduledThreadPoolExecutor
?詳解　229
10.3.1　ScheduledThreadPoolExecutor的
運(yùn)行機(jī)制　229
10.3.2　ScheduledThreadPoolExecutor的
實(shí)現(xiàn)　230
10.4　FutureTask詳解　233
10.4.1　FutureTask簡介　233
10.4.2　FutureTask的使用　235
10.4.3　JDK 6的FutureTask實(shí)現(xiàn)　236
10.4.4　JDK 8的FutureTask實(shí)現(xiàn)　238
10.5　本章小結(jié)　243
第11章　Java并發(fā)編程實(shí)踐　244
11.1　生產(chǎn)者和消費(fèi)者模式　244
11.1.1　生產(chǎn)者和消費(fèi)者模式實(shí)戰(zhàn)　245
11.1.2　多生產(chǎn)者和多消費(fèi)者場景　247
11.1.3　線程池與生產(chǎn)者和消費(fèi)者
模式　250
11.2　線上問題定位　250
11.3　性能測試　252
11.4　異步任務(wù)池　254
11.5　本章小結(jié)　256
第12章　分布式編程基礎(chǔ)　257
12.1　分布式CAP原則　257
12.1.1　CAP原則簡介　257
12.1.2　CAP原則證明　258
12.1.3　CAP原則思考　260
12.2　分布式事務(wù)：兩階段提交　262
12.2.1　分布式事務(wù)面臨的挑戰(zhàn)　262
12.2.2　拜占庭將軍問題　263
12.2.3　兩階段提交協(xié)議　264
12.2.4　對(duì)兩階段提交的思考　265
12.3　分布式事務(wù)：TCC　266
12.3.1　TCC的主要優(yōu)勢　267
12.3.2　TCC的使用代價(jià)　269
12.3.3　支持TCC的Seata　270
12.3.4　一個(gè)基于Seata的參考
示例　273
12.4　分布式協(xié)議：RAFT　279
12.4.1　RAFT的運(yùn)行流程　279
12.4.2　集群中斷和恢復(fù)　280
12.5　分布式協(xié)議：Paxos　282
12.5.1　背景　282
12.5.2　Basic Paxos　285
12.5.3　Multi-Paxos　301
12.6　本章小結(jié)　306
第13章　分布式鎖　308
13.1　什么是分布式鎖　308
13.1.1　分布式鎖的定義　308
13.1.2　使用分布式鎖的原因　309
13.1.3　分布式鎖的分類　309
13.2　實(shí)現(xiàn)分布式鎖會(huì)遇到的問題　310
13.2.1　性能問題　311
13.2.2　正確性問題　313
13.2.3　可用性問題　313
13.2.4　成本問題　315
13.3　分布式鎖框架　316
13.3.1　為什么需要分布式鎖框架　317
13.3.2　分布式鎖框架的組成　317
13.3.3　實(shí)現(xiàn)：基于Redis的
分布式鎖　321
13.3.4　擴(kuò)展：分布式鎖訪問日志　325
13.4　拉模式的分布式鎖　327
13.4.1　什么是拉模式　327
13.4.2　拉模式需要注意的問題　329
13.4.3　Redis分布式鎖實(shí)現(xiàn)　330