C++并发编程实战(第2版)

第 1章 你好，C++并发世界　1
1．1 什么是并发　2
1．1．1 计算机系统中的并发　2
1．1．2 并发的方式　4
1．1．3 并发与并行　5
1．2 为什么使用并发技术　6
1．2．1 为分离关注点而并发　6
1．2．2 为性能而并发：任务并行和数据并行　7
1．2．3 什么时候避免并发　8
1．3 并发与C++多线程　9
1．3．1 C++多线程简史　9
1．3．2 新标准对并发的支持　10
1．3．3 C++14和C++17进一步
支持并发和并行　10
1．3．4 标准C++线程库的效率　10
1．3．5 平台专属的工具　12
1．4 启程上路　12
实例—“Hello Concurrent World”　12
1．5 小结　13
第 2章 线程管控　15
2．1 线程的基本管控　15
2．1．1 发起线程　16
2．1．2 等待线程完成　19
2．1．3 在出现异常的情况下等待　19
2．1．4 在后台运行线程　21
2．2 向线程函数传递参数　23
2．3 移交线程归属权　26
2．4 在运行时选择线程数量　30
2．5 识别线程　33
2．6 小结　35
第3章 在线程间共享数据　37
3．1 线程间共享数据的问题　38
3．1．1 条件竞争　39
3．1．2 防止恶性条件竞争　40
3．2 用互斥保护共享数据　41
3．2．1 在C++中使用互斥　41
3．2．2 组织和编排代码以保护共享数据　43
3．2．3 发现接口固有的条件竞争　44
3．2．4 死锁：问题和解决方法　51
3．2．5 防范死锁的补充准则　53
3．2．6 运用std：：unique_lock类模板　141
5．2．7 原子操作的非成员函数　143
5．3 同步操作和强制次序　145
5．3．1 同步关系　147
5．3．2 先行关系　147
5．3．3 原子操作的内存次序　149
5．3．4 释放序列和同步关系　167
5．3．5 栅栏　169
5．3．6 凭借原子操作令非原子操作服从内存次序　171
5．3．7 强制非原子操作服从内存次序　172
5．4 小结　175
第6章 设计基于锁的并发数据结构　177
6．1 并发设计的内涵　178
6．2 基于锁的并发数据结构　179
6．2．1 采用锁实现线程安全的栈容器　180
6．2．2 采用锁和条件变量实现线程安全的队列容器　182
6．2．3 采用精细粒度的锁和条件变量实现线程安全的队列容器　186
6．3 设计更复杂的基于锁的并发数据结构　198
6．3．1 采用锁编写线程安全的查找表　198
6．3．2 采用多种锁编写线程安全的链表　204
6．4 小结　208
第7章 设计无锁数据结构　209
7．1 定义和推论　210
7．1．1 非阻塞型数据结构　210
7．1．2 无锁数据结构　211
7．1．3 无须等待的数据结构　212
7．1．4 无锁数据结构的优点和缺点　212
7．2 无锁数据结构范例　213
7．2．1 实现线程安全的无锁栈　214
7．2．2 制止麻烦的内存泄漏：在无锁数据结构中管理内存　217
7．2．3 运用风险指针检测无法回收的节点　223
7．2．4 借引用计数检测正在使用中的节点　231
7．2．5 为无锁栈容器施加内存模型　237
7．2．6 实现线程安全的无锁队列　242
7．3 实现无锁数据结构的原则　254
7．3．1 原则1：在原型设计中使用std：：memory_order_seq_cst次序　254
7．3．2 原则2：使用无锁的内存回收方案　255
7．3．3 原则3：防范ABA问题　255
7．3．4 原则4：找出忙等循环，协助其他线程　256
7．4 小结　256
第8章 设计并发代码　257
8．1 在线程间切分任务的方法　258
8．1．1 先在线程间切分数据，再开始处理　258
8．1．2 以递归方式划分数据　259
8．1．3 依据工作类别划分任务　263
8．2 影响并发代码性能的因素　266
8．2．1 处理器的数量　266
8．2．2 数据竞争和缓存乒乓（cache ping-pong）　267
8．2．3 不经意共享　270
8．2．4 数据的紧凑程度　270
8．2．5 过度任务切换与线程过饱和　271
8．3 设计数据结构以提升多线程程序的性能　272
8．3．1 针对复杂操作的数据划分　272
8．3．2 其他数据结构的访问模式　275
8．4 设计并发代码时要额外考虑的因素　276
8．4．1 并行算法代码中的异常安全　276
8．4．2 可伸缩性和Amdahl定律　283
8．4．3 利用多线程“掩藏”等待行为　285
8．4．4 借并发特性改进响应能力　286
8．5 并发代码的设计实践　287
8．5．1 std：：for_each()的并行实现　288
8．5．2 std：：find()的并行实现　290
8．5．3 std：：partial_sum()的并行实现　295
8．6 小结　305
第9章 高级线程管理　307
9．1 线程池　308
9．1．1 *简易可行的线程池　308
9．1．2 等待提交给线程池的任务完成运行　310
9．1．3 等待其他任务完成的任务　313
9．1．4 避免任务队列上的争夺　316
9．1．5 任务窃取　318
9．2 中断线程　322
9．2．1 发起一个线程，以及把它中断　323
9．2．2 检测线程是否被中断　324
9．2．3 中断条件变量上的等待　325
9．2．4 中断条件变量std：：condition_variable_any上的等待　328
9．2．5 中断其他阻塞型等待　330
9．2．6 处理中断　331
9．2．7 在应用程序退出时中断后台任务　332
9．3 小结　333
第 10章 并行算法函数　335
10．1 并行化的标准库算法函数　335
10．2 执行策略　336
10．2．1 因指定执行策略而普遍产生的作用　336
10．2．2 std：：execution：：sequenced_policy　337
10．2．3 std：：execution：：parallel_policy　338
10．2．4 std：：execution：：parallel_unsequenced_policy　339
10．3 C++标准库的并行算法函数　339
10．3．1 并行算法函数的使用范例　342
10．3．2 访问计数　344
10．4 小结　346
第 11章 多线程应用的测试和除错　347
11．1 与并发相关的错误类型　347
11．1．1 多余的阻塞　348
11．1．2 条件竞争　348
11．2 定位并发相关的错误的技法　349
11．2．1 审查代码并定位潜在错误　350
11．2．2 通过测试定位与并发相关的错误　352
11．2．3 设计可测试的代码　353
11．2．4 多线程测试技术　355
11．2．5 以特定结构组织多线程的测试代码　357
11．2．6 测试多线程代码的性能　360
11．3 小结360

附录A C++11精要：部分语言特性　361
A．1 右值引用　361
A．1．1 移动语义　362
A．1．2 右值引用和函数模板　365
A．2 删除函数　366
A．3 默认函数　368
A．4 常量表达式函数　371
A．4．1 constexpr关键字和用户定义型别　373
A．4．2 constexpr对象　376
A．4．3 constexpr函数要符合的条件　376
A．4．4 constexpr与模板　377
A．5 lambda函数　377
A．6 变参模板　382
A．7 自动推导变量的型别　386
A．8 线程局部变量　387
A．9 类模板的参数推导　389
A．10 小结　389
附录B 各并发程序库的简要
对比　391
附录C 消息传递程序库和完整
的自动柜员机范例　393