Java並發編程實踐 華章專業開發者叢書·Java並發編程實戰 計算機與互聯網 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 蓋茨 著

圖書標籤:

• Java並發
• 並發編程
• 多綫程
• Java
• 華章
• 計算機
• 互聯網
• 實戰
• 編程技巧
• 性能優化

店鋪： 遼寜齣版集團圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111370048

商品編碼：25578376712

包裝：平裝-膠訂

開本：16

齣版時間：2012-02-01

頁數：293

內容介紹

    本書深入淺齣地介紹瞭Java綫程和並發，是一本完美的Java並發參考手冊。書中從並發性和綫程安全性的基本概念齣發，介紹瞭如何使用類庫提供的基本並發構建塊，用於避免並發危險、構造綫程安全的類及驗證綫程安全的規則，如何將小的綫程安全類組閤成更大的綫程安全類，如何利用綫程來提高並發應用程序的吞吐量，如何識彆可並行執行的任務，如何提高單綫程子係統的響應性，如何確保並發程序執行預期任務，如何提高並發代碼的性能和可伸縮性等內容，*後介紹瞭一些高級主題，如顯式鎖、原子變量、非阻塞算法以及如何開發自定義的同步工具類。     本書適閤Java程序開發人員閱讀。

編輯推薦

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目錄

對本書的贊譽 譯者序 前  言 第1章  簡介   1.1  並發簡史   1.2  綫程的優勢     1.2.1  發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  響應更靈敏的用戶界麵   1.3  綫程帶來的風險     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  綫程無處不在

在綫試讀

    **章  簡    介     編寫正確的程序很難，而編寫正確的並發程序則難上加難。與串行程序相比，在並發程序中存在更多容易齣錯的地方。那麼，為什麼還要編寫並發程序?綫程是Java語言中不可或缺的重要功能，它們能使復雜的異步代碼變得更簡單，從而極大地簡化瞭復雜係統的開發。此外，要想充分發揮多處理器係統的強大計算能力，*簡單的方式就是使用綫程。隨著處理器數量的持續增長，如何高效地使用並發正變得越來越重要。     1.1  並發簡史     在早期的計算機中不包含操作係統，它們從頭到尾隻執行一個程序，並且這個程序能訪問計算機中的所有資源。在這種裸機環境中，不僅很難編寫和運行程序，而且每次隻能運行一個程序，這對於昂貴並且稀有的計算機資源來說也是一種浪費。     操作係統的齣現使得計算機每次能運行多個程序，並且不同的程序都在單獨的進程中運行：操作係統為各個獨立執行的進程分配各種資源，包括內存，文件句柄以及安全證書等。如果需要的話，在不同的進程之間可以通過一些粗粒度的通信機製來交換數據，包括：套接字、信號處理器、共享內存、信號量以及文件等。     之所以在計算機中加入操作係統來實現多個程序的同時執行，主要是基於以下原因：     資源利用率。在某些情況下，程序必須等待某個外部操作執行完成，例如輸入操作或輸齣操作等，而在等待時程序無法執行其他任何工作。因此，如果在等待的同時可以運行另一個程序，那麼無疑將提高資源的利用率。     公平性。不同的用戶和翠序對於計算機上的資源有著同等的使用權。一種高效的運行方式是通過粗粒度的時間分片(Time Slicing)使這些用戶和程序能共享計算機資源，而不是由一個程序從頭運行到尾，然後再啓動下一個程序。     便利性。通常來說，在計算多個任務時，應該編寫多個程序，每個程序執行一個任務並在必要時相互通信，這比隻編寫一個程序來計算所有任務更容易實現。     ……

【書名】 Java並發編程實踐 華章專業開發者叢書·Java並發編程實戰 計算機與互聯網 【圖書簡介】 在這本深度剖析 Java 並發編程技術的著作中，我們將踏上一段嚴謹而全麵的探索之旅，旨在幫助開發者構建齣穩定、高效且可擴展的並發應用程序。本書凝聚瞭行業內資深專傢的智慧與實踐經驗，係統地闡述瞭 Java 並發編程的核心概念、關鍵機製及其在實際應用中的落地策略。我們關注的不僅僅是“如何”編寫並發代碼，更是“為何”要這樣做，以及在麵對復雜並發場景時，如何做齣最明智的設計決策。 第一部分：並發編程的基石與原理 我們將從最基礎的概念入手，為讀者打下堅實的並發編程基礎。這包括對綫程生命周期、綫程安全、共享資源訪問控製的深入理解。我們將詳細講解 Java 內存模型（JMM），這是理解並發行為的關鍵。JMM 規定瞭 Java 程序中各個綫程對共享內存的訪問規則，包括可見性、原子性、有序性等，理解這些規則對於避免潛在的競態條件和指令重排至關重要。我們將通過豐富的代碼示例和圖示，清晰地展示內存可見性問題是如何産生的，以及 `volatile` 關鍵字如何解決這類問題。 接下來，我們將深入探討 Java 提供的各種同步機製。從最基礎的 `synchronized` 關鍵字，我們將剖析其在方法和代碼塊上的應用，並揭示其底層原理，包括鎖的升級過程（無鎖、偏嚮鎖、輕量級鎖、重量級鎖）。在此基礎上，我們將係統性地介紹 `java.util.concurrent.locks` 包中的高級鎖機製，如 `ReentrantLock`、`ReadWriteLock` 和 `StampedLock`。我們將詳細分析這些鎖的特性、適用場景以及它們相對於 `synchronized` 的優勢，例如更精細的鎖控製、支持中斷的鎖獲取、公平鎖與非公平鎖的選擇等。 此外，我們還將深入講解 Java 提供的各種原子類，如 `AtomicInteger`、`AtomicLong`、`AtomicBoolean` 以及 `AtomicReference`。這些類利用瞭底層硬件的 CAS (Compare-and-Swap) 操作，能夠在不使用顯式鎖的情況下實現高效的原子性操作，極大地提升瞭並發性能。我們將分析 CAS 操作的原理，以及它在無鎖並發編程中的重要作用，並展示如何使用原子類來替代傳統的鎖機製，以構建更輕量級的並發解決方案。 第二部分：並發工具與集閤 Java 平颱提供瞭豐富強大的並發工具類，極大地簡化瞭並發編程的復雜性。本部分將對這些工具進行詳盡的講解。我們將重點介紹 `java.util.concurrent` 包中的核心組件，包括： 綫程池（ThreadPoolExecutor）： 綫程池是管理和復用綫程的關鍵，能夠顯著提高程序性能並降低綫程創建和銷毀的開銷。我們將詳細剖析 `ThreadPoolExecutor` 的工作原理，包括綫程池的創建、任務的提交、綫程的復用、拒絕策略、綫程的生命周期管理以及各種參數的含義和調優策略（如核心綫程數、最大綫程數、超時時間、隊列容量等）。我們將通過實際案例演示如何根據不同的應用場景選擇閤適的綫程池類型和配置。 並發容器（Concurrent Collections）： 傳統的 `java.util` 包中的集閤類（如 `ArrayList`、`HashMap`）在多綫程環境下是不安全的。我們將詳細介紹 `java.util.concurrent` 包中提供的一係列綫程安全的高性能並發容器，包括 `ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`、`BlockingQueue`（如 `ArrayBlockingQueue`、`LinkedBlockingQueue`、`PriorityBlockingQueue`）、`DelayQueue`、`SynchronousQueue` 等。我們將分析這些容器的設計理念、內部實現機製以及它們在並發場景下的性能優勢，並指導讀者如何選擇最適閤其需求的並發容器。 同步器（Synchronizers）： 除瞭鎖之外，Java 還提供瞭更通用的同步原語，如 `Semaphore`、`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`、`Phaser` 和 `Exchanger`。我們將深入解析這些同步器的工作原理和應用場景。例如，`Semaphore` 可以用來限製同時訪問某個資源的綫程數量；`CountDownLatch` 可以讓一個或多個綫程等待其他綫程完成操作；`CyclicBarrier` 允許一組綫程互相等待，直到所有綫程都達到某個屏障點；`Phaser` 則提供瞭更靈活的多階段同步能力。我們將通過實例展示如何利用這些同步器來協調綫程間的行為，解決復雜的並發協作問題。 第三部分：並發任務的執行與管理 除瞭直接創建和管理綫程，Java 還提供瞭更高級彆的並發抽象，以簡化任務的執行和管理。本部分將深入探討這些高級特性： Executor 框架： Executor 框架是 Java 並發編程的基石，它提供瞭一種標準化的方式來提交、執行和管理異步任務。我們將詳細講解 `Executor` 接口、`ExecutorService` 接口及其實現類（如 `ThreadPoolExecutor`），以及 `Executors` 工具類提供的各種預配置綫程池。我們將重點關注 `Future` 和 `Callable` 接口，它們允許我們提交帶有返迴結果的任務，並異步地獲取執行結果。我們將演示如何使用 `Future` 來取消任務、檢查任務是否完成以及獲取任務的返迴值。 CompletableFuture： 隨著函數式編程和響應式編程的興起，`CompletableFuture` 成為瞭 Java 異步編程的強大工具。它提供瞭一種聲明式的方式來組閤和編排異步任務，能夠極大地簡化復雜的多綫程邏輯。我們將詳細講解 `CompletableFuture` 的創建、組閤（如 `thenApply`、`thenCompose`、`thenCombine`）、異常處理、依賴關係設置以及流式 API 的使用。我們將通過大量的實際案例，展示如何使用 `CompletableFuture` 來構建高性能、非阻塞的異步應用程序，例如網絡請求、數據處理管道等。 Fork/Join 框架： Fork/Join 框架是 Java 7 引入的一種用於並行計算的框架，特彆適用於能夠被分解為獨立子任務的問題。它通過工作竊取（work-stealing）算法來高效地利用多核處理器。我們將深入剖析 `ForkJoinPool`、`RecursiveTask` 和 `RecursiveAction` 的工作原理，以及如何將復雜問題分解成更小的、可並行執行的任務。我們將通過典型的應用場景，如並行排序、矩陣乘法、圖像處理等，展示 Fork/Join 框架的威力。 第四部分：並發問題的診斷與調優 編寫並發代碼隻是第一步，確保其正確性和高性能同樣重要。本部分將專注於並發問題的診斷、分析和性能調優。 常見並發問題的分析： 我們將深入探討 Java 並發編程中常見的陷阱和問題，包括死鎖、活鎖、飢餓、競態條件、上下文切換的開銷、鎖粒度過大或過小等。我們將提供係統性的方法來識彆和診斷這些問題，包括使用日誌分析、代碼審查和調試技巧。 綫程Dump的分析： 綫程 Dump 是診斷並發問題的關鍵工具。我們將詳細講解如何生成綫程 Dump，並深入剖析綫程 Dump 的內容，包括綫程的狀態（RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING）、鎖信息、調用棧等，幫助讀者快速定位死鎖、綫程阻塞等問題。 性能調優策略： 除瞭解決功能性問題，我們還將探討如何對並發應用程序進行性能調優。這包括如何選擇閤適的綫程池配置、優化鎖的使用（如減少鎖的持有時間、使用更細粒度的鎖、使用非阻塞算法）、選擇高效的並發容器、減少綫程間的通信開銷、以及利用 CPU 緩存的局部性等。我們將介紹一些常用的性能分析工具，如 JVisualVM、JMC (Java Mission Control) 等，並指導讀者如何利用這些工具來監測和分析程序的性能瓶頸。 第五部分：高級並發模式與實踐 在掌握瞭基礎知識和工具後，我們將進一步探索更高級的並發設計模式和實際應用中的最佳實踐。 常見的並發設計模式： 我們將介紹一些經過驗證的並發設計模式，如生産者-消費者模式、讀寫鎖模式、單例模式（包括綫程安全的實現）、事件驅動架構、Actors 模型（通過 Akka 等框架的間接介紹）等。我們將分析這些模式的優缺點、適用場景以及如何在 Java 中實現它們。 並發編程的最佳實踐： 本部分將總結並升華本書的核心內容，提煉齣在實際開發中必須遵循的並發編程最佳實踐。這包括如何編寫易於理解和維護的並發代碼、如何進行充分的測試（單元測試、集成測試、壓力測試）、如何處理並發異常、如何進行代碼評審和團隊協作等。我們將強調“簡單即是美”的原則，並鼓勵讀者在追求性能的同時，也要兼顧代碼的可讀性和可維護性。 Java 8+ 的並發特性： 我們將簡要介紹 Java 8 及之後版本中引入的一些對並發編程有影響的新特性，例如 Stream API 的並行流、Lambda 錶達式在並發編程中的應用等，並展示如何利用這些新特性來簡化並發代碼的編寫。 本書旨在成為 Java 開發者構建高性能、高可靠性並發應用程序的權威指南。通過係統性的講解和大量的實踐案例，我們相信讀者能夠深刻理解 Java 並發編程的精髓，並將其應用於實際工作中，自信地解決復雜的並發挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本《Java並發編程實踐》實在是讓我又愛又恨。剛拿到書的時候，被它沉甸甸的厚度和“華章專業開發者叢書”的字樣給鎮住瞭，心想這下可算要啃下一塊硬骨頭瞭。書的封麵設計簡潔大氣，充滿瞭技術書應有的嚴謹感，連“計算機與互聯網”的分類都顯得無比契閤。翻開目錄，那密密麻麻的章節標題，什麼綫程安全、鎖、原子變量、並發集閤、綫程池、Executor框架、Fork/Join、CompletableFuture、響應式編程…… 光是看名字就覺得腦仁兒有點疼，但又有一種莫名的期待，仿佛這些都是通往Java並發編程核心的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的優點在於，它不僅僅是羅列API，而是非常注重“為什麼”和“如何做”。在介紹各種並發工具類，比如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore時，作者總會先引齣一個典型的並發場景，然後分析該場景下可能遇到的問題，再引齣相應的工具類，並詳細解釋其工作原理和適用條件。我尤其喜歡關於綫程池的部分，作者沒有簡單地講解ThreadPoolExecutor的構造參數，而是深入剖析瞭綫程池的復用、拒絕策略、任務調度等核心機製，並給齣瞭實際應用中的調優建議。這些內容對於我理解如何高效地管理綫程資源、避免綫程泄露至關重要。

評分☆☆☆☆☆

然而，這本書的閱讀門檻確實不低，尤其是在後期涉及一些更高級的主題時。比如，關於原子變量和CAS（Compare-and-Swap）的講解，雖然作者盡力用形象的比喻來解釋，但其底層的硬件支持和JVM的內存模型層麵的配閤，仍然讓我需要反復閱讀和思考。還有一些關於鎖的高級用法，比如公平鎖與非公平鎖、可重入鎖、讀寫鎖，雖然作者都一一列舉瞭，但要真正掌握其精髓，並根據實際情況選擇最優的鎖策略，這需要大量的實踐經驗積纍。我感覺這本書更像是提供瞭一個完整的知識框架和深入的理論基礎，而真正的“實踐”還需要讀者自己去大量的編碼和測試中摸索。

評分☆☆☆☆☆

初讀之下，確實感受到作者在內容組織上的深思熟慮。序言部分就奠定瞭全書的基調，強調瞭並發編程的復雜性和重要性，並且明確瞭目標讀者群體，這讓我覺得自己選對瞭學習的方嚮。在講解綫程的基本概念時，作者並沒有止步於Java虛擬機層麵的綫程模型，而是深入到瞭操作係統綫程與用戶綫程的關係，以及綫程的生命周期、狀態轉換等細節。這一點對於我這種想要徹底理解綫程背後機製的讀者來說，簡直是福音。後麵關於可見性、原子性、有序性這“三大特性”的闡述，更是細緻入微，通過大量的代碼示例和圖示，將那些抽象的概念具象化，讓我能清晰地看到CPU緩存、內存模型、指令重排是如何影響並發程序的正確性的。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這是一本值得反復研讀的寶藏。它為我構建瞭紮實的Java並發編程知識體係，讓我不再隻是“知道”如何使用某個並發類，而是“理解”瞭它背後的原理。雖然過程中會遇到不少挑戰，需要投入大量的時間和精力去消化吸收，但一旦有所領悟，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。對於想要深入理解Java並發編程，解決實際開發中遇到的並發難題，並且願意投入學習的開發者來說，這本書絕對是一本不可多得的參考。它讓我看到瞭並發編程的廣度和深度，也激勵我不斷地去探索和學習。