Java并发编程实践 华章专业开发者丛书·Java并发编程实战 计算机与互联网 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 盖茨 著

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店铺： 辽宁出版集团图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111370048

商品编码：25578376712

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2012-02-01

页数：293

内容介绍

    本书深入浅出地介绍了Java线程和并发，是一本完美的Java并发参考手册。书中从并发性和线程安全性的基本概念出发，介绍了如何使用类库提供的基本并发构建块，用于避免并发危险、构造线程安全的类及验证线程安全的规则，如何将小的线程安全类组合成更大的线程安全类，如何利用线程来提高并发应用程序的吞吐量，如何识别可并行执行的任务，如何提高单线程子系统的响应性，如何确保并发程序执行预期任务，如何提高并发代码的性能和可伸缩性等内容，*后介绍了一些高级主题，如显式锁、原子变量、非阻塞算法以及如何开发自定义的同步工具类。     本书适合Java程序开发人员阅读。

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目录

对本书的赞誉 译者序 前  言 第1章  简介   1.1  并发简史   1.2  线程的优势     1.2.1  发挥多处理器的强大能力     1.2.2  建模的简单性     1.2.3  异步事件的简化处理     1.2.4  响应更灵敏的用户界面   1.3  线程带来的风险     1.3.1  安全性问题     1.3.2  活跃性问题     1.3.3  性能问题   1.4  线程无处不在

在线试读

    **章  简    介     编写正确的程序很难，而编写正确的并发程序則难上加难。与串行程序相比，在并发程序中存在更多容易出错的地方。那么，为什么还要编写并发程序?线程是Java语言中不可或缺的重要功能，它们能使复杂的异步代码变得更简单，从而极大地简化了复杂系统的开发。此外，要想充分发挥多处理器系统的强大计算能力，*简单的方式就是使用线程。随着处理器数量的持续增长，如何高效地使用并发正变得越来越重要。     1.1  并发简史     在早期的计算机中不包含操作系统，它们从头到尾只执行一个程序，并且这个程序能访问计算机中的所有资源。在这种裸机环境中，不仅很难编写和运行程序，而且每次只能运行一个程序，这对于昂贵并且稀有的计算机资源来说也是一种浪费。     操作系统的出现使得计算机每次能运行多个程序，并且不同的程序都在单独的进程中运行：操作系统为各个独立执行的进程分配各种资源，包括内存，文件句柄以及安全证书等。如果需要的话，在不同的进程之间可以通过一些粗粒度的通信机制来交换数据，包括：套接字、信号处理器、共享内存、信号量以及文件等。     之所以在计算机中加入操作系统来实现多个程序的同时执行，主要是基于以下原因：     资源利用率。在某些情况下，程序必须等待某个外部操作执行完成，例如输入操作或输出操作等，而在等待时程序无法执行其他任何工作。因此，如果在等待的同时可以运行另一个程序，那么无疑将提高资源的利用率。     公平性。不同的用户和翠序对于计算机上的资源有着同等的使用权。一种高效的运行方式是通过粗粒度的时间分片(Time Slicing)使这些用户和程序能共享计算机资源，而不是由一个程序从头运行到尾，然后再启动下一个程序。     便利性。通常来说，在计算多个任务时，应该编写多个程序，每个程序执行一个任务并在必要时相互通信，这比只编写一个程序来计算所有任务更容易实现。     ……

【书名】 Java并发编程实践 华章专业开发者丛书·Java并发编程实战 计算机与互联网 【图书简介】 在这本深度剖析 Java 并发编程技术的著作中，我们将踏上一段严谨而全面的探索之旅，旨在帮助开发者构建出稳定、高效且可扩展的并发应用程序。本书凝聚了行业内资深专家的智慧与实践经验，系统地阐述了 Java 并发编程的核心概念、关键机制及其在实际应用中的落地策略。我们关注的不仅仅是“如何”编写并发代码，更是“为何”要这样做，以及在面对复杂并发场景时，如何做出最明智的设计决策。 第一部分：并发编程的基石与原理 我们将从最基础的概念入手，为读者打下坚实的并发编程基础。这包括对线程生命周期、线程安全、共享资源访问控制的深入理解。我们将详细讲解 Java 内存模型（JMM），这是理解并发行为的关键。JMM 规定了 Java 程序中各个线程对共享内存的访问规则，包括可见性、原子性、有序性等，理解这些规则对于避免潜在的竞态条件和指令重排至关重要。我们将通过丰富的代码示例和图示，清晰地展示内存可见性问题是如何产生的，以及 `volatile` 关键字如何解决这类问题。 接下来，我们将深入探讨 Java 提供的各种同步机制。从最基础的 `synchronized` 关键字，我们将剖析其在方法和代码块上的应用，并揭示其底层原理，包括锁的升级过程（无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁）。在此基础上，我们将系统性地介绍 `java.util.concurrent.locks` 包中的高级锁机制，如 `ReentrantLock`、`ReadWriteLock` 和 `StampedLock`。我们将详细分析这些锁的特性、适用场景以及它们相对于 `synchronized` 的优势，例如更精细的锁控制、支持中断的锁获取、公平锁与非公平锁的选择等。 此外，我们还将深入讲解 Java 提供的各种原子类，如 `AtomicInteger`、`AtomicLong`、`AtomicBoolean` 以及 `AtomicReference`。这些类利用了底层硬件的 CAS (Compare-and-Swap) 操作，能够在不使用显式锁的情况下实现高效的原子性操作，极大地提升了并发性能。我们将分析 CAS 操作的原理，以及它在无锁并发编程中的重要作用，并展示如何使用原子类来替代传统的锁机制，以构建更轻量级的并发解决方案。 第二部分：并发工具与集合 Java 平台提供了丰富强大的并发工具类，极大地简化了并发编程的复杂性。本部分将对这些工具进行详尽的讲解。我们将重点介绍 `java.util.concurrent` 包中的核心组件，包括： 线程池（ThreadPoolExecutor）： 线程池是管理和复用线程的关键，能够显著提高程序性能并降低线程创建和销毁的开销。我们将详细剖析 `ThreadPoolExecutor` 的工作原理，包括线程池的创建、任务的提交、线程的复用、拒绝策略、线程的生命周期管理以及各种参数的含义和调优策略（如核心线程数、最大线程数、超时时间、队列容量等）。我们将通过实际案例演示如何根据不同的应用场景选择合适的线程池类型和配置。 并发容器（Concurrent Collections）： 传统的 `java.util` 包中的集合类（如 `ArrayList`、`HashMap`）在多线程环境下是不安全的。我们将详细介绍 `java.util.concurrent` 包中提供的一系列线程安全的高性能并发容器，包括 `ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`、`BlockingQueue`（如 `ArrayBlockingQueue`、`LinkedBlockingQueue`、`PriorityBlockingQueue`）、`DelayQueue`、`SynchronousQueue` 等。我们将分析这些容器的设计理念、内部实现机制以及它们在并发场景下的性能优势，并指导读者如何选择最适合其需求的并发容器。 同步器（Synchronizers）： 除了锁之外，Java 还提供了更通用的同步原语，如 `Semaphore`、`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`、`Phaser` 和 `Exchanger`。我们将深入解析这些同步器的工作原理和应用场景。例如，`Semaphore` 可以用来限制同时访问某个资源的线程数量；`CountDownLatch` 可以让一个或多个线程等待其他线程完成操作；`CyclicBarrier` 允许一组线程互相等待，直到所有线程都达到某个屏障点；`Phaser` 则提供了更灵活的多阶段同步能力。我们将通过实例展示如何利用这些同步器来协调线程间的行为，解决复杂的并发协作问题。 第三部分：并发任务的执行与管理 除了直接创建和管理线程，Java 还提供了更高级别的并发抽象，以简化任务的执行和管理。本部分将深入探讨这些高级特性： Executor 框架： Executor 框架是 Java 并发编程的基石，它提供了一种标准化的方式来提交、执行和管理异步任务。我们将详细讲解 `Executor` 接口、`ExecutorService` 接口及其实现类（如 `ThreadPoolExecutor`），以及 `Executors` 工具类提供的各种预配置线程池。我们将重点关注 `Future` 和 `Callable` 接口，它们允许我们提交带有返回结果的任务，并异步地获取执行结果。我们将演示如何使用 `Future` 来取消任务、检查任务是否完成以及获取任务的返回值。 CompletableFuture： 随着函数式编程和响应式编程的兴起，`CompletableFuture` 成为了 Java 异步编程的强大工具。它提供了一种声明式的方式来组合和编排异步任务，能够极大地简化复杂的多线程逻辑。我们将详细讲解 `CompletableFuture` 的创建、组合（如 `thenApply`、`thenCompose`、`thenCombine`）、异常处理、依赖关系设置以及流式 API 的使用。我们将通过大量的实际案例，展示如何使用 `CompletableFuture` 来构建高性能、非阻塞的异步应用程序，例如网络请求、数据处理管道等。 Fork/Join 框架： Fork/Join 框架是 Java 7 引入的一种用于并行计算的框架，特别适用于能够被分解为独立子任务的问题。它通过工作窃取（work-stealing）算法来高效地利用多核处理器。我们将深入剖析 `ForkJoinPool`、`RecursiveTask` 和 `RecursiveAction` 的工作原理，以及如何将复杂问题分解成更小的、可并行执行的任务。我们将通过典型的应用场景，如并行排序、矩阵乘法、图像处理等，展示 Fork/Join 框架的威力。 第四部分：并发问题的诊断与调优 编写并发代码只是第一步，确保其正确性和高性能同样重要。本部分将专注于并发问题的诊断、分析和性能调优。 常见并发问题的分析： 我们将深入探讨 Java 并发编程中常见的陷阱和问题，包括死锁、活锁、饥饿、竞态条件、上下文切换的开销、锁粒度过大或过小等。我们将提供系统性的方法来识别和诊断这些问题，包括使用日志分析、代码审查和调试技巧。 线程Dump的分析： 线程 Dump 是诊断并发问题的关键工具。我们将详细讲解如何生成线程 Dump，并深入剖析线程 Dump 的内容，包括线程的状态（RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING）、锁信息、调用栈等，帮助读者快速定位死锁、线程阻塞等问题。 性能调优策略： 除了解决功能性问题，我们还将探讨如何对并发应用程序进行性能调优。这包括如何选择合适的线程池配置、优化锁的使用（如减少锁的持有时间、使用更细粒度的锁、使用非阻塞算法）、选择高效的并发容器、减少线程间的通信开销、以及利用 CPU 缓存的局部性等。我们将介绍一些常用的性能分析工具，如 JVisualVM、JMC (Java Mission Control) 等，并指导读者如何利用这些工具来监测和分析程序的性能瓶颈。 第五部分：高级并发模式与实践 在掌握了基础知识和工具后，我们将进一步探索更高级的并发设计模式和实际应用中的最佳实践。 常见的并发设计模式： 我们将介绍一些经过验证的并发设计模式，如生产者-消费者模式、读写锁模式、单例模式（包括线程安全的实现）、事件驱动架构、Actors 模型（通过 Akka 等框架的间接介绍）等。我们将分析这些模式的优缺点、适用场景以及如何在 Java 中实现它们。 并发编程的最佳实践： 本部分将总结并升华本书的核心内容，提炼出在实际开发中必须遵循的并发编程最佳实践。这包括如何编写易于理解和维护的并发代码、如何进行充分的测试（单元测试、集成测试、压力测试）、如何处理并发异常、如何进行代码评审和团队协作等。我们将强调“简单即是美”的原则，并鼓励读者在追求性能的同时，也要兼顾代码的可读性和可维护性。 Java 8+ 的并发特性： 我们将简要介绍 Java 8 及之后版本中引入的一些对并发编程有影响的新特性，例如 Stream API 的并行流、Lambda 表达式在并发编程中的应用等，并展示如何利用这些新特性来简化并发代码的编写。 本书旨在成为 Java 开发者构建高性能、高可靠性并发应用程序的权威指南。通过系统性的讲解和大量的实践案例，我们相信读者能够深刻理解 Java 并发编程的精髓，并将其应用于实际工作中，自信地解决复杂的并发挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的优点在于，它不仅仅是罗列API，而是非常注重“为什么”和“如何做”。在介绍各种并发工具类，比如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore时，作者总会先引出一个典型的并发场景，然后分析该场景下可能遇到的问题，再引出相应的工具类，并详细解释其工作原理和适用条件。我尤其喜欢关于线程池的部分，作者没有简单地讲解ThreadPoolExecutor的构造参数，而是深入剖析了线程池的复用、拒绝策略、任务调度等核心机制，并给出了实际应用中的调优建议。这些内容对于我理解如何高效地管理线程资源、避免线程泄露至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本《Java并发编程实践》实在是让我又爱又恨。刚拿到书的时候，被它沉甸甸的厚度和“华章专业开发者丛书”的字样给镇住了，心想这下可算要啃下一块硬骨头了。书的封面设计简洁大气，充满了技术书应有的严谨感，连“计算机与互联网”的分类都显得无比契合。翻开目录，那密密麻麻的章节标题，什么线程安全、锁、原子变量、并发集合、线程池、Executor框架、Fork/Join、CompletableFuture、响应式编程…… 光是看名字就觉得脑仁儿有点疼，但又有一种莫名的期待，仿佛这些都是通往Java并发编程核心的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这是一本值得反复研读的宝藏。它为我构建了扎实的Java并发编程知识体系，让我不再只是“知道”如何使用某个并发类，而是“理解”了它背后的原理。虽然过程中会遇到不少挑战，需要投入大量的时间和精力去消化吸收，但一旦有所领悟，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。对于想要深入理解Java并发编程，解决实际开发中遇到的并发难题，并且愿意投入学习的开发者来说，这本书绝对是一本不可多得的参考。它让我看到了并发编程的广度和深度，也激励我不断地去探索和学习。

评分☆☆☆☆☆

然而，这本书的阅读门槛确实不低，尤其是在后期涉及一些更高级的主题时。比如，关于原子变量和CAS（Compare-and-Swap）的讲解，虽然作者尽力用形象的比喻来解释，但其底层的硬件支持和JVM的内存模型层面的配合，仍然让我需要反复阅读和思考。还有一些关于锁的高级用法，比如公平锁与非公平锁、可重入锁、读写锁，虽然作者都一一列举了，但要真正掌握其精髓，并根据实际情况选择最优的锁策略，这需要大量的实践经验积累。我感觉这本书更像是提供了一个完整的知识框架和深入的理论基础，而真正的“实践”还需要读者自己去大量的编码和测试中摸索。

评分☆☆☆☆☆

初读之下，确实感受到作者在内容组织上的深思熟虑。序言部分就奠定了全书的基调，强调了并发编程的复杂性和重要性，并且明确了目标读者群体，这让我觉得自己选对了学习的方向。在讲解线程的基本概念时，作者并没有止步于Java虚拟机层面的线程模型，而是深入到了操作系统线程与用户线程的关系，以及线程的生命周期、状态转换等细节。这一点对于我这种想要彻底理解线程背后机制的读者来说，简直是福音。后面关于可见性、原子性、有序性这“三大特性”的阐述，更是细致入微，通过大量的代码示例和图示，将那些抽象的概念具象化，让我能清晰地看到CPU缓存、内存模型、指令重排是如何影响并发程序的正确性的。