《实战Java高并发程序设计》

编辑推荐

　　结构清晰。《实战Java高并发程序设计》一共8章，总体上循序渐进，逐步提升。每一章都各自有鲜明的侧重点，有利于读者快速抓住重点。
　　理论结合实战。《实战Java高并发程序设计》注重实战，书中重要的知识点都安排了代码实例，帮助读者理解。同时也不忘记对系统的内部实现原理进行深度剖析。
　　通俗易懂。《实战Java高并发程序设计》尽量避免采用过于理论的描述方式，简单的白话文风格贯穿《实战Java高并发程序设计》，配图基本上为手工绘制，降低了理解难度，并尽量做到读者在阅读过程中少盲点、无盲点。
　

内容简介

　　在过去单核CPU时代，单任务在一个时间点只能执行单一程序，随着多核CPU的发展，并行程序开发就显得尤为重要。
　　《实战Java高并发程序设计》主要介绍基于Java的并行程序设计基础、思路、方法和实战。首先，立足于并发程序基础，详细介绍Java中进行并行程序设计的基本方法。第二，进一步详细介绍JDK中对并行程序的强大支持，帮助读者快速、稳健地进行并行程序开发。第三，详细讨论有关“锁”的优化和提高并行程序性能级别的方法和思路。第四，介绍并行的基本设计模式及Java8对并行程序的支持和改进。第五，介绍高并发框架Akka的使用方法。最后，详细介绍并行程序的调试方法。
　　《实战Java高并发程序设计》内容丰富，实例典型，实用性强，适合有一定Java基础的技术开发人员阅读。

作者简介

　　葛一鸣，51CTO特约讲师，国家认证系统分析师，获得OracleOCP认证。长期从事Java软件开发工作，对Java程序设计、JVM有深入的研究，对设计模式、人工智能、神经网络、数据挖掘等技术有浓厚兴趣，著有《自己动手写神经网路》电子书和《实战Java虚拟机》一书。

　　郭超，就职于杭州市道路运输管理局信息中心，主要从事大型交通管理系统的分布式管理和并发模型设计，对Java的研究比较深入，专注于分布式应用和并发应用。

精彩书评

　★专业必备、查阅方便、很实用、帮助很大、脉络清晰，是一本好书，受益非浅，值得推荐。
　　★浅显易懂，描述清晰简洁，不累赘，不拖沓。对于初学者和有经验的同学再回顾都很有帮助。
　　★对多线程高并发讲解的非常到位，推荐一下，葛老师的Java程序性能优化也很不错！棒棒哒
　　★比起《Java并发编程艺术》，这《实战Java高并发程序设计》介绍的JdkAPI多些。那些API都是大师写出来的，能够学到很多经验。
　　★这《实战Java高并发程序设计》学着不错，挺实用的，一直以来要找的并发，就是它了，很好
　　★经典书籍，值得多读、细读、认真读，相当好，通俗易懂，推荐购买
　　★很好的关于Java高并发的书，基础性、系统性很好，对于新的Java8的相关描述不错，很多示例，简单易懂
　　★书质量不错，大部分知识点都有，内容翔实又精炼，值得好好学习！高并发编程，提高程序效率
　　★从模式原理的角度介绍了如何设计并发程序，以及为何这么设计真心不错，用心读会有很多收获。入门佳品。符合目前的主流。
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目录

第1章　走入并行世界1
1．1　何去何从的并行计算1
1．1．1　忘掉那该死的并行2
1．1．2　可怕的现实：摩尔定律的失效4
1．1．3　柳暗花明：不断地前进5
1．1．4　光明或是黑暗6
1．2　你必须知道的几个概念6
1．2．1　同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）7
1．2．2　并发（Concurrency）和并行（Parallelism）8
1．2．3　临界区9
1．2．4　阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-Blocking）9
1．2．5　死锁（Deadlock）、饥饿（Starvation）和活锁（Livelock）9
1．3　并发级别11
1．3．1　阻塞（Blocking）11
1．3．2　无饥饿（Starvation-Free）11
1．3．3　无障碍（Obstruction-Free）12
1．3．4　无锁（Lock-Free）12
1．3．5　无等待（Wait-Free）13
1．4　有关并行的两个重要定律13
1．4．1　Amdahl定律13
1．4．2　Gustafson定律16
1．4．3　Amdahl定律和Gustafson定律是否相互矛盾16
1．5　回到Java：JMM17
1．5．1　原子性（Atomicity）18
1．5．2　可见性（Visibility）20
1．5．3　有序性（Ordering）22
1．5．4　哪些指令不能重排：Happen-Before规则27
1．6　参考文献27
第2章　Java并行程序基础29
2．1　有关线程你必须知道的事29
2．2　初始线程：线程的基本操作32
2．2．1　新建线程32
2．2．2　终止线程34
2．2．3　线程中断38
2．2．4　等待（wait）和通知（notify）41
2．2．5　挂起（suspend）和继续执行（resume）线程44
2．2．6　等待线程结束（join）和谦让（yield）48
2．3　volatile与Java内存模型（JMM）50
2．4　分门别类的管理：线程组52
2．5　驻守后台：守护线程（Daemon）54
2．6　先干重要的事：线程优先级55
2．7　线程安全的概念与synchronized57
2．8　程序中的幽灵：隐蔽的错误61
2．8．1　无提示的错误案例61
2．8．2　并发下的ArrayList62
2．8．3　并发下诡异的HashMap63
2．8．4　初学者常见问题：错误的加锁66
2．9　参考文献68
第3章　JDK并发包70
3．1　多线程的团队协作：同步控制70
3．1．1　synchronized的功能扩展：重入锁71
3．1．2　重入锁的好搭档：Condition条件80
3．1．3　允许多个线程同时访问：信号量（Semaphore）83
3．1．4　ReadWriteLock读写锁85
3．1．5　倒计时器：CountDownLatch87
3．1．6　循环栅栏：CyclicBarrier89
3．1．7　线程阻塞工具类：LockSupport92
3．2　线程复用：线程池95
3．2．1　什么是线程池96
3．2．2　不要重复发明轮子：JDK对线程池的支持97
3．2．3　刨根究底：核心线程池的内部实现102
3．2．4　超负载了怎么办：拒绝策略106
3．2．5　自定义线程创建：ThreadFactory109
3．2．6　我的应用我做主：扩展线程池110
3．2．7　合理的选择：优化线程池线程数量112
3．2．8　堆栈去哪里了：在线程池中寻找堆栈113
3．2．9　分而治之：Fork/Join框架117
3．3　不要重复发明轮子：JDK的并发容器121
3．3．1　超好用的工具类：并发集合简介121
3．3．2　线程安全的HashMap122
3．3．3　有关List的线程安全123
3．3．4　高效读写的队列：深度剖析ConcurrentLinkedQueue123
3．3．5　高效读取：不变模式下的CopyOnWriteArrayList129
3．3．6　数据共享通道：BlockingQueue130
3．3．7　随机数据结构：跳表（SkipList）134
3．4　参考资料136
第4章　锁的优化及注意事项138
4．1　有助于提高“锁”性能的几点建议139
4．1．1　减小锁持有时间139
4．1．2　减小锁粒度140
4．1．3　读写分离锁来替换独占锁142
4．1．4　锁分离142
4．1．5　锁粗化144
4．2　Java虚拟机对锁优化所做的努力146
4．2．1　锁偏向146
4．2．2　轻量级锁146
4．2．3　自旋锁146
4．2．4　锁消除146
4．3　人手一支笔：ThreadLocal147
4．3．1　ThreadLocal的简单使用148
4．3．2　ThreadLocal的实现原理149
4．3．3　对性能有何帮助155
4．4　无锁157
4．4．1　与众不同的并发策略：比较交换（CAS）158
4．4．2　无锁的线程安全整数：AtomicInteger159
4．4．3　Java中的指针：Unsafe类161
4．4．4　无锁的对象引用：AtomicReference162
4．4．5　带有时间戳的对象引用：AtomicStampedReference165
4．4．6　数组也能无锁：AtomicIntegerArray168
4．4．7　让普通变量也享受原子操作：AtomicIntegerFieldUpdater169
4．4．8　挑战无锁算法：无锁的Vector实现171
4．4．9　让线程之间互相帮助：细看SynchronousQueue的实现176
4．5　有关死锁的问题179
4．6　参考文献183
第5章　并行模式与算法184
5．1　探讨单例模式184
5．2　不变模式187
5．3　生产者-消费者模式190
5．4　高性能的生产者-消费者：无锁的实现194
5．4．1　无锁的缓存框架：Disruptor195
5．4．2　用Disruptor实现生产者-消费者案例196
5．4．3　提高消费者的响应时间：选择合适的策略199
5．4．4　CPUCache的优化：解决伪共享问题200
5．5　Future模式204
5．5．1　Future模式的主要角色206
5．5．2　Future模式的简单实现207
5．5．3　JDK中的Future模式210
5．6　并行流水线212
5．7　并行搜索216
5．8　并行排序218
5．8．1　分离数据相关性：奇偶交换排序218
5．8．2　改进的插入排序：希尔排序221
5．9　并行算法：矩阵乘法226
5．10　准备好了再通知我：网络NIO230
5．10．1　基于Socket的服务端的多线程模式230
5．10．2　使用NIO进行网络编程235
5．10．3　使用NIO来实现客户端243
5．11　读完了再通知我：AIO245
5．11．1　AIOEchoServer的实现245
5．11．2　AIOEcho客户端实现248
5．12　参考文献249
第6章　Java8与并发251
6．1　Java8的函数式编程简介251
6．1．1　函数作为一等公民252
6．1．2　无副作用252
6．1．3　申明式的（Declarative）253
6．1．4　不变的对象254
6．1．5　易于并行254
6．1．6　更少的代码254
6．2　函数式编程基础255
6．2．1　FunctionalInterface注释255
6．2．2　接口默认方法256
6．2．3　lambda表达式259
6．2．4　方法引用260
6．3　一步一步走入函数式编程263
6．4　并行流与并行排序267
6．4．1　使用并行流过滤数据267
6．4．2　从集合得到并行流268
6．4．3　并行排序268
6．5　增强的Future：CompletableFuture269
6．5．1　完成了就通知我269
6．5．2　异步执行任务270
6．5．3　流式调用272
6．5．4　CompletableFuture中的异常处理272
6．5．5　组合多个CompletableFuture273
6．6　读写锁的改进：StampedLock274
6．6．1　StampedLock使用示例275
6．6．2　StampedLock的小陷阱276
6．6．3　有关StampedLock的实现思想278
6．7　原子类的增强281
6．7．1　更快的原子类：LongAdder281
6．7．2　LongAdder的功能增强版：LongAccumulator287
6．8　参考文献288
第7章　使用Akka构建高并发程序289
7．1　新并发模型：Actor290
7．2　Akka之HelloWorld290
7．3　有关消息投递的一些说明293
7．4　Actor的生命周期295
7．5　监督策略298
7．6　选择Actor303
7．7　消息收件箱（Inbox）303
7．8　消息路由305
7．9　Actor的内置状态转换308
7．10　询问模式：Actor中的Future311
7．11　多个Actor同时修改数据：Agent313
7．12　像数据库一样操作内存数据：软件事务内存316
7．13　一个有趣的例子：并发粒子群的实现319
7．13．1　什么是粒子群算法320
7．13．2　粒子群算法的计算过程320
7．13．3　粒子群算法能做什么322
7．13．4　使用Akka实现粒子群323
7．14　参考文献330
第8章　并行程序调试331
8．1　准备实验样本331
8．2　正式起航332
8．3　挂起整个虚拟机334
8．4　调试进入ArrayList内部336

精彩书摘

　　4.4.6　数组也能无锁：AtomicIntegerArray
　　除了提供基本数据类型外，JDK还为我们准备了数组等复合结构。当前可用的原子数组有：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray和AtomicReferenceArray，分别表示整数数组、long型数组和普通的对象数组。
　　这里以AtomicIntegerArray为例，展示原子数组的使用方式。
　　AtomicIntegerArray本质上是对int[]类型的封装，使用Unsafe类通过CAS的方式控制int[]在多线程下的安全性。它提供了以下几个核心API：
　　//获得数组第i个下标的元素
　　publicfinalintget(inti)
　　//获得数组的长度
　　publicfinalintlength()
　　//将数组第i个下标设置为newValue，并返回旧的值
　　publicfinalintgetAndSet(inti,intnewValue)
　　//进行CAS操作，如果第i个下标的元素等于expect，则设置为update，设置成功返回true
　　publicfinalbooleancompareAndSet(inti,intexpect,intupdate)
　　//将第i个下标的元素加1
　　publicfinalintgetAndIncrement(inti)
　　//将第i个下标的元素减1
　　publicfinalintgetAndDecrement(inti)
　　//将第i个下标的元素增加delta（delta可以是负数）
　　publicfinalintgetAndAdd(inti,intdelta)
　　下面给出一个简单的示例，展示AtomicIntegerArray的使用：
　　01publicclassAtomicIntegerArrayDemo{
　　02staticAtomicIntegerArrayarr=newAtomicIntegerArray(10);
　　03publicstaticclassAddThreadimplementsRunnable{
　　04publicvoidrun(){
　　05for(intk=0;k