《Java并發(fā)編程實戰(zhàn)》深入淺出地介紹了Java線程和并發(fā)，是一本完美的Java并發(fā)參考手冊。書中從并發(fā)性和線程安全性的基本概念出發(fā)，介紹了如何使用類庫提供的基本并發(fā)構(gòu)建塊，用于避免并發(fā)危險、構(gòu)造線程安全的類及驗證線程安全的規(guī)則，如何將小的線程安全類組合成更大的線程安全類，如何利用線程來提高并發(fā)應(yīng)用程序的吞吐量，如何識別可并行執(zhí)行的任務(wù)，如何提高單線程子系統(tǒng)的響應(yīng)性，如何確保并發(fā)程序執(zhí)行預(yù)期任務(wù)，如何提高并發(fā)代碼的性能和可伸縮性等內(nèi)容，最后介紹了一些高級主題，如顯式鎖、原子變量、非阻塞算法以及如何開發(fā)自定義的同步工具類。
本書適合Java程序開發(fā)人員閱讀。
第16屆Jolt大獎提名圖書 JavaOne大會最暢銷圖書 了解Java并發(fā)編程必讀佳作
前言
在寫作本書時，對于中端桌面系統(tǒng)來說，多核處理器正變得越來越便宜。無獨有偶，許多開發(fā)團隊也注意到，在他們的項目中出現(xiàn)了越來越多與線程有關(guān)的錯誤報告。在NetBeans開發(fā)者網(wǎng)站上的最近一次公告中，一位核心維護人員注意到，為了修復(fù)與線程相關(guān)的問題，在某個類中竟然打了14次補丁。Dion Almaer，這位TheServerSide網(wǎng)站的前編輯，最近(在經(jīng)過一番痛苦的調(diào)試過程并最終發(fā)現(xiàn)了一個與線程有關(guān)的錯誤之后)在其博客上寫道，在大多數(shù)Java程序中充滿了各種并發(fā)錯誤，使得程序只有在“偶然的情況下”才能正常工作。
確實，在開發(fā)、測試以及調(diào)試多線程程序時存在著巨大的困難，因為并發(fā)性錯誤通常并不會以某種確定的方式顯現(xiàn)出來。當這些錯誤出現(xiàn)時，通常是在最糟糕的時刻，例如在正式產(chǎn)品中，或者在高負載的情況下。
當開發(fā)Java并發(fā)程序時，所要面對的挑戰(zhàn)之一就是：平臺提供的各種并發(fā)功能與開發(fā)人員在程序中需要的并發(fā)語義并不匹配。在Java語言中提供了一些底層機制，例如同步和條件等待，但在使用這些機制來實現(xiàn)應(yīng)用級的協(xié)議與策略時必須始終保持一致。如果沒有這些策略，那么在編寫程序時，雖然程序看似能順利地編譯和運行，但卻總會出現(xiàn)各種奇怪的問題。許多介紹并發(fā)的其他書籍更側(cè)重于介紹一些底層機制和API，而在設(shè)計級的策略和模式上敘述的不多。
Java 5.0在Java并發(fā)應(yīng)用程序的開發(fā)方面進展巨大，它不僅提供了一些新的高層組件，還補充了一些底層機制，從而使得無論是新手級開發(fā)人員還是專家級開發(fā)人員都能夠更容易地構(gòu)建并發(fā)應(yīng)用程序。本書的作者都是JCP專家組的主要成員，也正是該專家組編寫了這些新功能。本書不僅描述了這些新功能的行為和特性，還介紹了它們的底層設(shè)計模式和促使它們被添加到平臺庫中的應(yīng)用場景。
我們的目標是向讀者介紹一些設(shè)計規(guī)則和思維模式，從而使讀者能夠更容易也更樂意去構(gòu)建正確的以及高性能的Java并發(fā)類和應(yīng)用程序。
我們希望你能享受本書的閱讀過程。
Brian Goetz
Williston，VT
2006年3月
本書作者都是Java Community Process JSR 166專家組（并發(fā)工具）的主要成員，并在其他很多JCP專家組里任職。Brian Goetz有20多年的軟件咨詢行業(yè)經(jīng)驗，并著有至少75篇關(guān)于Java開發(fā)的文章。Tim Peierls是“現(xiàn)代多處理器”的典范，他在BoxPop.biz、唱片藝術(shù)和戲劇表演方面也頗有研究。Joseph Bowbeer是一個Java ME專家，他對并發(fā)編程的興趣始于Apollo計算機時代。David Holmes是《The Java Programming Language》一書的合著者，任職于Sun公司。Joshua Bloch是Google公司的首席Java架構(gòu)師，《Effective Java》一書的作者，并參與著作了《Java Puzzlers》。Doug Lea是《Concurrent Programming》一書的作者，紐約州立大學 Oswego分校的計算機科學教授。
對本書的贊譽
譯者序
前 言
第1章 簡介
1.1 并發(fā)簡史
1.2 線程的優(yōu)勢
1.2.1 發(fā)揮多處理器的強大能力
1.2.2 建模的簡單性
1.2.3 異步事件的簡化處理
1.2.4 響應(yīng)更靈敏的用戶界面
1.3 線程帶來的風險
1.3.1 安全性問題
1.3.2 活躍性問題
1.3.3 性能問題
1.4 線程無處不在
第一部分 基礎(chǔ)知識
第2章 線程安全性
2.1 什么是線程安全性
2.2 原子性
2.2.1 競態(tài)條件
2.2.2 示例：延遲初始化中的競態(tài)條件
2.2.3 復(fù)合操作
2.3 加鎖機制
2.3.1 內(nèi)置鎖
2.3.2 重入
2.4 用鎖來保護狀態(tài)
2.5 活躍性與性能
第3章 對象的共享
3.1 可見性
3.1.1 失效數(shù)據(jù)
3.1.2 非原子的64位操作
3.1.3 加鎖與可見性
3.1.4 Volatile變量
3.2 發(fā)布與逸出
3.3 線程封閉
3.3.1 Ad-hoc線程封閉
3.3.2 棧封閉
3.3.3 ThreadLocal類
3.4 不變性
3.4.1 Final域
3.4.2 示例：使用Volatile類型來發(fā)布不可變對象
3.5 安全發(fā)布
3.5.1 不正確的發(fā)布：正確的對象被破壞
3.5.2 不可變對象與初始化安全性
3.5.3 安全發(fā)布的常用模式
3.5.4 事實不可變對象
3.5.5 可變對象
3.5.6 安全地共享對象
第4章 對象的組合
4.1 設(shè)計線程安全的類
4.1.1 收集同步需求
4.1.2 依賴狀態(tài)的操作
4.1.3 狀態(tài)的所有權(quán)
4.2 實例封閉
4.2.1 Java監(jiān)視器模式
4.2.2 示例：車輛追蹤
4.3 線程安全性的委托
4.3.1 示例：基于委托的車輛追蹤器
4.3.2 獨立的狀態(tài)變量
4.3.3 當委托失效時
4.3.4 發(fā)布底層的狀態(tài)變量
4.3.5 示例：發(fā)布狀態(tài)的車輛追蹤器
4.4 在現(xiàn)有的線程安全類中添加功能
4.4.1 客戶端加鎖機制
4.4.2 組合
4.5 將同步策略文檔化
第5章 基礎(chǔ)構(gòu)建模塊
5.1 同步容器類
5.1.1 同步容器類的問題
5.1.2 迭代器與Concurrent-ModificationException
5.1.3 隱藏迭代器
5.2 并發(fā)容器
5.2.1 ConcurrentHashMap
5.2.2 額外的原子Map操作
5.2.3 CopyOnWriteArrayList
5.3 阻塞隊列和生產(chǎn)者-消費者模式
5.3.1 示例：桌面搜索
5.3.2 串行線程封閉
5.3.3 雙端隊列與工作密取
5.4 阻塞方法與中斷方法
5.5 同步工具類
5.5.1 閉鎖
5.5.2 FutureTask
5.5.3 信號量
5.5.4 柵欄
5.6 構(gòu)建高效且可伸縮的結(jié)果緩存
第二部分 結(jié)構(gòu)化并發(fā)應(yīng)用程序
第6章 任務(wù)執(zhí)行
6.1 在線程中執(zhí)行任務(wù)
6.1.1 串行地執(zhí)行任務(wù)
6.1.2 顯式地為任務(wù)創(chuàng)建線程
6.1.3 無限制創(chuàng)建線程的不足
6.2 Executor框架
6.2.1 示例：基于Executor的Web服務(wù)器
6.2.2 執(zhí)行策略
6.2.3 線程池
6.2.4 Executor的生命周期
6.2.5 延遲任務(wù)與周期任務(wù)
6.3 找出可利用的并行性
6.3.1 示例：串行的頁面渲染器
6.3.2 攜帶結(jié)果的任務(wù)Callable與Future
6.3.3 示例：使用Future實現(xiàn)頁面渲染器
6.3.4 在異構(gòu)任務(wù)并行化中存在的局限
6.3.5 CompletionService:Executor與BlockingQueue
6.3.6 示例：使用CompletionService實現(xiàn)頁面渲染器
6.3.7 為任務(wù)設(shè)置時限
6.3.8 示例：旅行預(yù)定門戶網(wǎng)站
第7章 取消與關(guān)閉
第8章 線程池的使用
第9章 圖形用戶界面應(yīng)用程序
第三部分 活躍性、性能與測試
第10章 避免活躍性危險
第11章 性能與可伸縮性
第12章 并發(fā)程序的測試
第四部分 高級主題
第13章 顯式鎖
第14章 構(gòu)建自定義的同步工具
第15章 原子變量與非阻塞同步機制
第16章 Java內(nèi)存模型
附錄A 并發(fā)性標注
參考文獻
并發(fā)編程是Java語言的重要特性之一，在Java平臺上提供了許多基本的并發(fā)功能來輔助開發(fā)多線程應(yīng)用程序。然而，這些相對底層的并發(fā)功能與上層應(yīng)用程序的并發(fā)語義之間并不存在一種簡單而直觀的映射關(guān)系。因此，如何在Java并發(fā)應(yīng)用程序中正確且高效地使用這些功能就成了Java開發(fā)人員的關(guān)注重點。
本書正是為了解決這個問題而寫的。書中采用循序漸進的講解方式，從并發(fā)編程的基本理論入手，逐步介紹了在設(shè)計Java并發(fā)程序時各種重要的設(shè)計原則、設(shè)計模式以及思維模式，同時輔以豐富的示例代碼作為對照和補充，使得開發(fā)人員能夠更快地領(lǐng)悟Java并發(fā)編程的要領(lǐng)，圍繞著Java平臺的基礎(chǔ)并發(fā)功能快速地構(gòu)建大規(guī)模的并發(fā)應(yīng)用程序。
全書內(nèi)容由淺入深，共分為四個部分。第一部分介紹了Java并發(fā)編程的基礎(chǔ)理論，包括線程安全性與狀態(tài)對象的基礎(chǔ)知識，如何構(gòu)造線程安全的類并將多個小型的線程安全類構(gòu)建成更大型的線程安全類，以及Java平臺庫中的一些基礎(chǔ)并發(fā)模塊；第二部分介紹了并發(fā)應(yīng)用程序的構(gòu)造理論，包括應(yīng)用程序中并行語義的分解及其與邏輯任務(wù)的映射，任務(wù)的取消與關(guān)閉等行為的實現(xiàn)，以及Java線程池中的一些高級功能，此外還介紹了如何提高GUI應(yīng)用程序的響應(yīng)性；第三部分介紹了并發(fā)編程的性能調(diào)優(yōu)，包括如何避免活躍性問題，如何提高并發(fā)代碼的性能和可伸縮性以獲得理想的性能，以及在測試并發(fā)代碼正確性和性能時的一些實用技術(shù)；第四部分介紹了Java并發(fā)編程中的一些高級主題，包括顯式鎖、原子變量、非阻塞算法以及如何開發(fā)自定義的同步工具類等。
本書的特點在于注重闡述并發(fā)技術(shù)背后的理論知識，對于每種技術(shù)的介紹不僅使讀者能做到“知其然”，更能做到“知其所以然”。對于希望深入研究和探索Java并發(fā)編程的讀者來說，本書是非常合適的。
參與本書翻譯工作的還有李楊、吳漢平、徐光景、童勝漢、陳軍、胡凱、劉紅、張瑋、陳紅、李斌、李勇濤、王海濤、周云波、彭敏才、張世鋒、朱介秋、宗敬、李靜、葉錦、高波、熊莉、程鳳、陳娟、胡世娟、董敏、謝路陽、馮卓、李志勇、胡歡、王進等。由于譯者的時間和水平有限，翻譯中的疏漏和錯誤在所難免，還望讀者和同行不吝指正。
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