JAVA并发编程的艺术 第2版

Contents目　　录
赞　誉
前　言
第1章　Java并发编程基础　1
1.1　线程简介　1
1.1.1　什么是线程　1
1.1.2　为什么要使用多线程　2
1.1.3　线程优先级　3
1.1.4　线程的状态　4
1.1.5　Daemon线程　8
1.2　启动和终止线程　8
1.2.1　构造线程　9
1.2.2　启动线程　9
1.2.3　理解中断　9
1.2.4　过期的suspend()、resume()和
stop()　11
1.2.5　安全地终止线程　12
1.3　线程间通信　13
1.3.1　volatile和synchronized关键字　13
1.3.2　等待/通知机制　15
1.3.3　等待/通知的经典范式　18
1.3.4　管道输入/输出流　19
1.3.5　thread.join()的使用　20
1.3.6　ThreadLocal的使用　22
1.4　线程应用实例　23
1.4.1　等待超时模式　23
1.4.2　一个简单的数据库连接池示例　23
1.4.3　线程池技术及其示例　27
1.4.4　一个基于线程池技术的简单
Web服务器　30
1.5　本章小结　34
第2章　并发编程的挑战　35
2.1　上下文切换　35
2.1.1　多线程一定快吗　35
2.1.2　测试上下文切换次数和时长　37
2.1.3　如何减少上下文切换　37
2.1.4　减少上下文切换实战　38
2.2　死锁　39
2.3　资源限制的挑战　40
2.4　本章小结　41
第3章　Java并发机制的底层实现
原理　42
3.1　volatile的应用　42
3.2　synchronized的实现原理与应用　45
3.2.1　Java对象头　46
3.2.2　锁的升级与对比　47
3.3　原子操作的实现原理　50
3.4　本章小结　54
第4章　Java内存模型　55
4.1　Java内存模型基础　55
4.1.1　并发编程模型的两个关键
问题　55
4.1.2　Java内存模型的抽象结构　56
4.1.3　从源代码到指令序列的重
排序　57
4.1.4　并发编程模型的分类　58
4.1.5　happens-before简介　60
4.2　重排序　61
4.2.1　数据依赖性　62
4.2.2　as-if-serial语义　62
4.2.3　程序顺序规则　63
4.2.4　重排序对多线程的影响　63
4.3　顺序一致性　65
4.3.1　数据竞争与顺序一致性　65
4.3.2　顺序一致性内存模型　66
4.3.3　同步程序的顺序一致性效果　68
4.3.4　未同步程序的执行特性　69
4.4　volatile的内存语义　71
4.4.1　volatile的特性　72
4.4.2　volatile写-读建立的
happens-before关系　73
4.4.3　volatile写-读的内存语义　74
4.4.4　volatile内存语义的实现　76
4.4.5　JSR-133为什么要增强volatile的
内存语义　80
4.5　锁的内存语义　81
4.5.1　锁的释放-获取建立的
happens-before关系　81
4.5.2　锁的释放和获取的内存语义　81
4.5.3　锁内存语义的实现　83
4.5.4　concurrent包的实现　87
4.6　f?inal域的内存语义　89
4.6.1　f?inal域的重排序规则　89
4.6.2　写f?inal域的重排序规则　89
4.6.3　读f?inal域的重排序规则　90
4.6.4　f?inal域为引用类型　92
4.6.5　为什么f?inal引用不能在构造
函数中“逸出”　93
4.6.6　f?inal语义在处理器中的实现　94
4.6.7　JSR-133为什么要增强f?inal的
语义　95
4.7　happens-before　95
4.7.1　JMM的设计　95
4.7.2　happens-before的定义　97
4.7.3　happens-before规则　98
4.8　双重检查锁定与延迟初始化　100
4.8.1　双重检查锁定的由来　100
4.8.2　问题的根源　102
4.8.3　基于volatile的解决方案　104
4.8.4　基于类初始化的解决方案　105
4.9　Java内存模型综述　111
4.9.1　处理器的内存模型　111
4.9.2　各种内存模型之间的关系　112
4.9.3　JMM的内存可见性保证　114
4.9.4　JSR-133对旧内存模型的修补　115
4.10　JDK 9内存顺序模型　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　总结　118
4.11　本章小结　119
第5章　Java中的锁　120
5.1　Lock接口　120
5.2　队列同步器　122
5.2.1　队列同步器的接口与示例　122
5.2.2　队列同步器的实现分析　125
5.3　重入锁　136
5.4　读写锁　141
5.4.1　读写锁的接口与示例　141
5.4.2　读写锁的实现分析　143
5.5　StampedLock　146
5.5.1　StampedLock的接口与示例　147
5.5.2　StampedLock的实现分析　152
5.6　LockSupport工具　160
5.7　Condition接口　161
5.7.1　Condition的接口与示例　162
5.7.2　Condition的实现分析　164
5.8　本章小结　168
第6章　Java并发容器和框架　169
6.1　ConcurrentHashMap的实现
原理与使用　169
6.1.1　为什么要使用
ConcurrentHashMap　169
6.1.2　ConcurrentHashMap的结构　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
结构　176
6.2.2　入队列　176
6.2.3　出队列　179
6.3　Java中的阻塞队列　181
6.3.1　什么是阻塞队列　181
6.3.2　7个阻塞队列　182
6.3.3　阻塞队列的实现原理　186
6.4　Fork/Join框架　189
6.4.1　什么是Fork/Join框架　189
6.4.2　工作窃取算法　190
6.4.3　Fork/Join框架的设计　190
6.4.4　使用Fork/Join框架　191
6.4.5　Fork/Join框架的异常处理　192
6.4.6　Fork/Join框架的实现原理　193
6.5　本章小结　194
第7章　Java中的13个原子操作类　195
7.1　原子更新基本类型　195
7.2　原子更新数组类型　197
7.3　原子更新引用类型　198
7.4　原子更新字段类型　199
7.5　JDK 8中的原子更新新特性　200
7.6　本章小结　201
第8章　Java中的并发工具类　202
8.1　等待多线程完成的
CountDownLatch　202
8.2　同步屏障CyclicBarrier　204
8.2.1　CyclicBarrier简介　204
8.2.2　CyclicBarrier的应用场景　206
8.2.3　CyclicBarrier和
CountDownLatch的区别　208
8.3　控制并发线程数的Semaphore　209
8.4　线程间交换数据的Exchanger　210
8.5　本章小结　211
第9章　Java中的线程池　212
9.1　线程池的实现原理　212
9.2　线程池的使用　215
9.2.1　线程池的创建　215
9.2.2　向线程池提交任务　216
9.2.3　关闭线程池　217
9.2.4　合理地配置线程池　217
9.2.5　线程池的监控　218
9.3　本章小结　219
第10章　Executor框架　220
10.1　Executor框架简介　220
10.1.1　Executor框架的两级调度
模型　220
10.1.2　Executor框架的结构与成员　220
10.2　ThreadPoolExecutor详解　225
10.2.1　FixedThreadPool详解　225
10.2.2　SingleThreadExecutor
详解　226
10.2.3　CachedThreadPool详解　227
10.3　ScheduledThreadPoolExecutor
?详解　229
10.3.1　ScheduledThreadPoolExecutor的
运行机制　229
10.3.2　ScheduledThreadPoolExecutor的
实现　230
10.4　FutureTask详解　233
10.4.1　FutureTask简介　233
10.4.2　FutureTask的使用　235
10.4.3　JDK 6的FutureTask实现　236
10.4.4　JDK 8的FutureTask实现　238
10.5　本章小结　243
第11章　Java并发编程实践　244
11.1　生产者和消费者模式　244
11.1.1　生产者和消费者模式实战　245
11.1.2　多生产者和多消费者场景　247
11.1.3　线程池与生产者和消费者
模式　250
11.2　线上问题定位　250
11.3　性能测试　252
11.4　异步任务池　254
11.5　本章小结　256
第12章　分布式编程基础　257
12.1　分布式CAP原则　257
12.1.1　CAP原则简介　257
12.1.2　CAP原则证明　258
12.1.3　CAP原则思考　260
12.2　分布式事务：两阶段提交　262
12.2.1　分布式事务面临的挑战　262
12.2.2　拜占庭将军问题　263
12.2.3　两阶段提交协议　264
12.2.4　对两阶段提交的思考　265
12.3　分布式事务：TCC　266
12.3.1　TCC的主要优势　267
12.3.2　TCC的使用代价　269
12.3.3　支持TCC的Seata　270
12.3.4　一个基于Seata的参考
示例　273
12.4　分布式协议：RAFT　279
12.4.1　RAFT的运行流程　279
12.4.2　集群中断和恢复　280
12.5　分布式协议：Paxos　282
12.5.1　背景　282
12.5.2　Basic Paxos　285
12.5.3　Multi-Paxos　301
12.6　本章小结　306
第13章　分布式锁　308
13.1　什么是分布式锁　308
13.1.1　分布式锁的定义　308
13.1.2　使用分布式锁的原因　309
13.1.3　分布式锁的分类　309
13.2　实现分布式锁会遇到的问题　310
13.2.1　性能问题　311
13.2.2　正确性问题　313
13.2.3　可用性问题　313
13.2.4　成本问题　315
13.3　分布式锁框架　316
13.3.1　为什么需要分布式锁框架　317
13.3.2　分布式锁框架的组成　317
13.3.3　实现：基于Redis的
分布式锁　321
13.3.4　扩展：分布式锁访问日志　325
13.4　拉模式的分布式锁　327
13.4.1　什么是拉模式　327
13.4.2　拉模式需要注意的问题　329
13.4.3　Redis分布式锁实现　330<