全新Java并发编程的艺术方腾飞,魏鹏,程晓明 著9787111508243

前言
章并发编程的挑战1
1.1上下文切换1
1.1.1多线程一定快1 1.1.2测试上下文切换次数和时长3
1.1.3如何减少上下文切换3
1.1.4减少上下文切换实战4
1.2死锁5
1.3资源限制的挑战6
1.4本章小结7
第2章Java并发机制的底层实现原理8
2.1volatile的应用8
2.2synchronized的实现原理与应用11
2.2.1Java对象头12
2.2.2锁的升级与对比13
.原子操作的实现原理16
2.4本章小结20
第3章Java内存模型21
3.1Java内存模型的基础21
3.1.1并发编程模型的两个关键问题21
3.1.2Java内存模型的抽象结构22
3.1.3从源代码到指令序列的重排序
3.1.4并发编程模型的分类24
3.1.5happens-before简介26
3.2重排序27
3.2.1数据依赖2
3.2.2as-if-serial语义28
3..程序顺序规则29
3.2.4重排序对多线程的影响29
3.3顺序一致31
3.3.1数据竞争与顺序一致31
3.3.2顺序一致内存模型32
3.3.3同步程序的顺序一致效果34
3.3.4未同步程序的执行特35
3.4volatile的内存语义38
3.4.1volatile的特3
3.4.2volatile写-读建立的happens-before关系39
3.4.3volatile写-读的内存语义40
3.4.4volatile内存语义的实现42
3.4.5JSR-133为什么要volatile的内存语义46
3.5锁的内存语义47
3.5.1锁的释放-获取建立的
happens-before关系47
3.5.2锁的释放和获取的内存语义48
3.5.3锁内存语义的实现50
3.5.4concurrent包的实现54
3.6final域的内存语义55
3.6.1final域的重排序规则55
3.6.2写final域的重排序规则56
3.6.3读final域的重排序规则57
3.6.4final域为引用类型58
3.6.5为什么final引用不能从构造函数内“溢出”59
3.6.6final语义在处理器中的实现61
3.6.7JSR-133为什么要f?inal的语义62
3.7happens-before62
3.7.1JMM的设计62
3.7.2happens-before的定义64
3.7.3happens-before规则65
3.8双重检查锁定与延迟初始化67
3.8.1双重检查锁定的由来67
3.8.2问题的根源69
3.8.3基于volatile的解决方案71
3.8.4基于类初始化的解决方案72
3.9Java内存模型综述78
3.9.1处理器的内存模型78
3.9.2各种内存模型之间的关系80
3.9.3JMM的内存可见保0
3.9.4JSR-133对旧内存模型的修补81
3.10本章小结82
第4章Java并发编程基础83
4.1线程简介83
4.1.1什么是线程83
4.1.2为什么要使用多线程84
4.1.3线程优先级85
4.1.4线程的状态87
4.1.5Daemon线程90
4.2启动和终止线程91
4.2.1构造线程91
4.2.2启动线程92
4..理解中断92
4.2.4过期的suspend()、resume()和stop()93
4.2.5安全地终止线程95
4.3线程间通信96
4.3.1volatile和synchronized关键字96
4.3.2等待/通知机制98
4.3.3等待/通知的经典范式101
4.3.4管道输入/输出流102
4.3.5Thread.join()的使用103
4.3.6ThreadLocal的使用105
4.4线程应用实例106
4.4.1等待超时模式106
4.4.2一个简单的数据库连接池示例106
4.4.3线程池技术及其示例110
4.4.4一个基于线程池技术的简单Web服务器114
4.5本章小结118
第5章Java中的锁119
5.1Lock接口119
5.2队列同步器121
5.2.1队列同步器的接口与示例121
5.2.2队列同步器的实现分析124
5.3重入锁136
5.4读写锁140
5.4.1读写锁的接口与示例141
5.4.2读写锁的实现分析142
5.5LockSupport工具146
5.6Condition接口147
5.6.1Condition接口与示例148
5.6.2Condition的实现分析150
5.7本章小结154
第6章Java并发容器和框架155
6.1ConcurrentHashMap的实现原理与使用155
6.1.1为什么要使用ConcurrentHashMap155
6.1.2ConcurrentHashMap的结构156
6.1.3ConcurrentHashMap的初始化157
6.1.4定位Segment159
6.1.5ConcurrentHashMap的操作160
6.2ConcurrentLinkedeue161
6.2.1ConcurrentLinkedeue的结构162
6.2.2入队列162
6..出队列165
6.3Java中的阻塞队列167
6.3.1什么是阻塞队列167
6.3.2Java里的阻塞队列168
6.3.3阻塞队列的实现原理172
6.4Fork/Join框架175
6.4.1什么是Fork/Join框架175
6.4.2工作窃取算法176
6.4.3Fork/Join框架的设计177
6.4.4使用Fork/Join框架177
6.4.5Fork/Join框架的异常处理179
6.4.6Fork/Join框架的实现原理179
6.5本章小结181
第7章Java中的13个原子操作类182
7.1原子更新基本类型类182
7.2原子更新数组184
7.3原子更新引用类型185
7.4原子更新字段类187
7.5本章小结188
第8章Java中的并发工具类189
8.1等待多线程完成的CountDownLatch189
8.2同步屏障CyclicBarrier191
8.2.1CyclicBarrier简介191
8.2.2CyclicBarrier的应用场景193
8..CyclicBarrier和CountDownLatch的区别195
8.3控制并发线程数的Semaphre96
8.4线程间交换数据的Exchanger198
8.5本章小结199
第9章Java中的线程池200
9.1线程池的实现原理200
9.2线程池的使用203
9.2.1线程池的创建203
9.2.2向线程池提交任务205
9..关闭线程池205
9.2.4合理地配置线程池206
9.2.5线程池的监控206
9.3本章小结207
0章Executor框架208
10.1Executor框架简介208
10.1.1Executor框架的两级调度模型208
10.1.2Executor框架的结构与成员208
10.2ThreadPoolExecutor详解213
10.2.1FixedThreadPool详解213
10.2.2SingleThreadExecutor详解214
10..CachedThreadPool详解215
10.3ScheduledThreadPoolExecutor详解217
10.3.1ScheduledThreadPoolExecutor的运行机制217
10.3.2ScheduledThreadPoolExecutor的实现218
10.4FutureTask详解221
10.4.1FutureTask简介222
10.4.2FutureTask的使用222
10.4.3FutureTask的实现224
10.5本章小结227
1章Java并发编程实践228
11.1生产者和消费者模式228
11.1.1生产者消费者模式实战229
11.1.2多生产者和多消费者场景1
11.1.3线程池与生产消费者模式4
11.2线上问题定位4
11.3能测试
11.4异步任务池
11.5本章小结240

方腾飞（花名清英，英文名kiral），蚂蚁金服集团技术专家，从事Java开发近10年。5年以上的团队管理、项目管理和敏捷开发经验，崇尚团队合作。曾参与CMS、海图、SOC、ITIL、商务和信贷管理系统等项目。目前在蚂蚁金服网商银行贷款管理团队负责数据采集平台开发工作。与同事合作开发了talacodeReview插件，深受阿里数千名拥趸，并开发过开源工具jdbcutil。创办了并发编程网，组织翻译了百余篇国外很好技术文章，并曾为Info撰写“聊聊并发”专栏，在《程序员》杂志撰写敏捷实践系列文章。
魏鹏，集团技术专家，在中国技术部工作多年，曾担任中国交易平台架构师，了交易系统服务化工作，设计实现的数据迁移系统高效地完成了中国交易数据到集团的迁移工作。目前在共享业务事业部从事Java应用容器Pandora和服务框架HSF的相关工作，其中Java应用容器Pandora是中间件运行的基础，而服务框架HSF则是集团实现服务化的主要解决方案，二者在拥有很为广泛的使用量。个人平时喜欢阅读技术书籍，翻译一些国外很好文档，喜欢总结、乐于分享，对Java应用容器、多线程编程以及分布式系统感兴趣。
程晓明，1号店资深架构师，从事1号店交易平台系统的开发，技术上关注并发与NIO。因5年前遇到的一个线上故障，解决过程中对Java并发编程产生了浓厚的兴趣，从此开始了漫长的探索之旅：从底层实现机制、内存模型到Java同步。纵观我自己对Java并发的学习过程，是一个从高层到底层再到高层的一个反复迭代的过程，我估计很多读者的学习过程应该与我类似。文章多见诸《IBMdeveloperWorks》、Info和《程序员》杂志。

Preface?前    言为什么要写这本书记得次写并发编程的文章时还是在2012年，当时花了几个星期的时间写了一篇文章《深入分析volatile的实现原理》，准备在自己的博客中发表。在同事建法的建议下，怀着试一试的心态投向了Info，庆幸的是半小时后得到Info主编采纳的回复，高兴之情无以言表。这也是我次在专业媒体上发表文章，而后在Info编辑张龙的不断鼓励和支持下，我陆续在Info发表了几篇与并发编程相关的文章，于是便形成了“聊聊并发”专栏。在这个专栏的写作过程中，我得到快速的成长和多的帮，在此感谢Info的编辑们。2013年，华章的福川兄找到我，问有没有兴趣写一本书，当时觉得自己资历尚浅，婉言拒绝了。后来和福川兄一直保持联系，允许我花两年的时间来完成本书，所以答应了下来。由于并发编程领域的技术点多且深，所以陆续又邀请了同事魏鹏和朋友晓明一起参与到本书的编写当中。 写本书的过程也是对自己研究和掌握的技术点进行整理的过程，希望本书能帮读者快速掌握并发编程技术。 本书一共11章，由三名作者共同编写完成，其中第3章和0章节由程晓明编写，第4章和第5章由魏鹏编写，7章由方腾飞编写。 本书特色本书结合JDK的源码介绍了Java并发框架、线程池的实现原理，帮读者做到知其所以然。 本书对原理的剖析不仅仅局限于Java层面，而是深入到JVM，甚至CPU层面来进行讲解，帮读者从更底层看并发技术。 本书结合线上应用，给出了一些并发编程实战技巧，以及线上处理并发问题的步骤和思路。 读者对象Java开发架构师并发编程爱好者开设相关课程的大专院校师生如何阅读本书阅读本书之前，你必须有一定的Java基础和开发经验，还有一定的并发编程基础。如果你是一名并发编程初学者，建议按照顺序阅读本书，并按照书中的例子进行编码和实战。如果你有一定的并发编程经验，可以把本书当做一个手册，直接看需要学习的章节。以下是各章节的基本介绍。 章介绍Java并发编程的挑战，向读者说明进入并发编程的世界可能会遇到哪些问题，以及如何解决。 第2章介绍Java并发编程的底层实现原理，介绍在CPU和JVM这个层面是如何帮Java实现并发编程的。 第3章介绍深入介绍了Java的内存模型。Java线程之间的通信对程序员完全透明，内存可见问题很容易困扰Java程序员，本章试图揭开Java内存模型的神秘面纱。 第4章从介绍多线程技术带来的好处开始，讲述了如何启动和终止线程以及线程的状态，详细阐述了多线程之间进行通信的基本方式和等待/通知经典范式。 第5章介绍Java并发包中与锁相关的API和组件，以及这些API和组件的使用方式与实现细节。 第6章介绍了Java中的大部分并发容器，并深入剖析其实现原理，让读者领略大师的设计技巧。 第7章介绍了Java中的原子操作类，并给出一些实例。 第8章介绍了Java提的并发工具类，这是并发编程中的瑞士。 第9章介绍了Java中的线程池实现原理和使用建议。 0章介绍了Executor框架的整体结构和成员组件。 1章介绍几个并发编程的实战，以及排查并发编程造成问题的方法。 勘误和支持由于笔者的水平有限，编写时间仓促，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。为此，特意创建一个在线支持与应急方案的站点http://ifeve.com/book/。你可以将书中的错误发布在勘误表页面中，同时如果你遇到任何问题，也可以访问&A页面，我将尽量在线上为读者提供满意的解答。书中的全部源文件除可以从华章下载外，还可以从并发编程下载，我也会将相应的功更新时发布出来。如果你有更多的宝贵意见，也欢迎发送邮件至邮箱tnei@ifeve.com，期待能够得到你的真挚反馈。 致谢感谢机械工业出版社华章公司的杨福川、高婧雅、孙海亮，在这一年多的时间中始终支持我的写作，你们的鼓励和帮引导我顺利完成全部书稿。 感谢方正的刘老师，是他带我进入了面向对象的世界。 感谢我的主管朱老板，他在工作和生活上给予我很多的帮和支持，还经常激励我完成本书编写。 感谢我的爸妈、岳父母和老婆，感谢你们的支持，并时时刻刻为我灌输信心和力量！ 谨以此书献给我的儿子方熙皓，希望他能健康成长，以及众多热爱并发编程的朋友们，希望你们能快乐工作，认真生活！ 方腾飞