Java多线程编程实战指南(设计模式篇)

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黄文海 著
图书标签:
  • Java
  • 多线程
  • 并发编程
  • 设计模式
  • 实战
  • 源码分析
  • 高并发
  • JVM
  • 性能优化
  • 线程池
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121270062
版次:1
商品编码:11785190
品牌:Broadview
包装:平装
丛书名: Java多线程编程实战系列
开本:16开
出版时间:2015-10-01
用纸:胶版纸
页数:284
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书适合有一定Java多线程编程基础、经验的读者。
《Java多线程编程实战指南(设计模式篇)》用Java诠释多线程编程的“三十六计”——多线程设计模式。每个设计模式的讲解都附有实战案例及源码解析,从理论到实战经验,全面呈现常用多线程设计模式的来龙去脉。本书是作者多年工作经验的总结,融合了作者独到的见解和思考,相信读者阅读后会受益匪浅。


内容简介

随着CPU 多核时代的到来,多线程编程在充分利用计算资源、提高软件服务质量方面扮演了越来越重要的角色。而解决多线程编程中频繁出现的普遍问题可以借鉴设计模式所提供的现成解决方案。然而,多线程编程相关的设计模式书籍多采用C++作为描述语言,且书中所举的例子多与应用开发人员的实际工作相去甚远。《Java多线程编程实战指南(设计模式篇)》采用Java(JDK1.6)语言和UML 为描述语言,并结合作者多年工作经历的相关实战案例,介绍了多线程环境下常用设计模式的来龙去脉:各个设计模式是什么样的及其典型的实际应用场景、实际应用时需要注意的事项以及各个模式的可复用代码实现。
《Java多线程编程实战指南(设计模式篇)》适合有一定Java 多线程编程基础、经验的读者。

作者简介

黄文海,2004年开始从事软件开发工作,近几年从事软件项目管理工作。在其工作过程中积累了丰富的技术指导经验和企业内部培训经验。曾在InfoQ中文站和IBM developerWorks上发表过十几篇技术、项目管理文章。


目录

第1章 Java多线程编程实战基础 1
1.1 无处不在的线程 1
1.2 线程的创建与运行 2
1.3 线程的状态与上下文切换 5
1.4 线程的监视 7
1.5 原子性、内存可见性和重排序――重新认识synchronized和volatile 10
1.6 线程的优势和风险 11
1.7 多线程编程常用术语 13
第2章 设计模式简介 17
2.1 设计模式及其作用 17
2.2 多线程设计模式简介 20
2.3 设计模式的描述 21
第3章 Immutable Object(不可变对象)模式 23
3.1 Immutable Object模式简介 23
3.2 Immutable Object模式的架构 25
3.3 Immutable Object模式实战案例 27
3.4 Immutable Object模式的评价与实现考量 31
3.5 Immutable Object模式的可复用实现代码 32
3.6 Java标准库实例 32
3.7 相关模式 34
3.7.1 Thread Specific Storage模式(第10章) 34
3.7.2 Serial Thread Confinement模式(第11章) 34
3.8 参考资源 34
第4章 Guarded Suspension(保护性暂挂)模式 35
4.1 Guarded Suspension模式简介 35
4.2 Guarded Suspension模式的架构 35
4.3 Guarded Suspension模式实战案例解析 39
4.4 Guarded Suspension模式的评价与实现考量 45
4.4.1 内存可见性和锁泄漏(Lock Leak) 46
4.4.2 线程过早被唤醒 46
4.4.3 嵌套监视器锁死 47
4.5 Guarded Suspension模式的可复用实现代码 50
4.6 Java标准库实例 50
4.7 相关模式 51
4.7.1 Promise模式(第6章) 51
4.7.2 Producer-Consumer模式(第7章) 51
4.8 参考资源 51
第5章 Two-phase Termination(两阶段终止)模式 52
5.1 Two-phase Termination模式简介 52
5.2 Two-phase Termination模式的架构 53
5.3 Two-phase Termination模式实战案例 56
5.4 Two-phase Termination模式的评价与实现考量 63
5.4.1 线程停止标志 63
5.4.2 生产者-消费者问题中的线程停止 64
5.4.3 隐藏而非暴露可停止的线程 65
5.5 Two-phase Termination模式的可复用实现代码 65
5.6 Java标准库实例 66
5.7 相关模式 66
5.7.1 Producer-Consumer模式(第7章) 66
5.7.2 Master-Slave模式(第12章) 66
5.8 参考资源 66
第6章 Promise(承诺)模式 67
6.1 Promise模式简介 67
6.2 Promise模式的架构 68
6.3 Promise模式实战案例解析 70
6.4 Promise模式的评价与实现考量 74
6.4.1 异步方法的异常处理 75
6.4.2 轮询(Polling) 75
6.4.3 异步任务的执行 75
6.5 Promise模式的可复用实现代码 77
6.6 Java标准库实例 77
6.7 相关模式 78
6.7.1 Guarded Suspension模式(第4章) 78
6.7.2 Active Object模式(第8章) 78
6.7.3 Master-Slave模式(第12章) 78
6.7.4 Factory Method模式 78
6.8 参考资源 79
第7章 Producer-Consumer(生产者/消费者)模式 80
7.1 Producer-Consumer模式简介 80
7.2 Producer-Consumer模式的架构 80
7.3 Producer-Consumer模式实战案例解析 83
7.4 Producer-Consumer模式的评价与实现考量 87
7.4.1 通道积压 87
7.4.2 工作窃取算法 88
7.4.3 线程的停止 92
7.4.4 高性能高可靠性的Producer-Consumer模式实现 92
7.5 Producer-Consumer模式的可复用实现代码 92
7.6 Java标准库实例 93
7.7 相关模式 93
7.7.1 Guarded Suspension模式(第4章) 93
7.7.2 Thread Pool模式(第9章) 93
7.8 参考资源 93
第8章 Active Object(主动对象)模式 94
8.1 Active Object模式简介 94
8.2 Active Object模式的架构 95
8.3 Active Object模式实战案例解析 98
8.4 Active Object模式的评价与实现考量 105
8.4.1 错误隔离 107
8.4.2 缓冲区监控 108
8.4.3 缓冲区饱和处理策略 108
8.4.4 Scheduler空闲工作者线程清理 109
8.5 Active Object模式的可复用实现代码 109
8.6 Java标准库实例 111
8.7 相关模式 112
8.7.1 Promise模式(第6章) 112
8.7.2 Producer-Consumer模式(第7章) 112
8.8 参考资源 112
第9章 Thread Pool(线程池)模式 113
9.1 Thread Pool模式简介 113
9.2 Thread Pool模式的架构 114
9.3 Thread Pool模式实战案例解析 116
9.4 Thread Pool模式的评价与实现考量 117
9.4.1 工作队列的选择 118
9.4.2 线程池大小调校 119
9.4.3 线程池监控 121
9.4.4 线程泄漏 122
9.4.5 可靠性与线程池饱和处理策略 122
9.4.6 死锁 125
9.4.7 线程池空闲线程清理 126
9.5 Thread Pool模式的可复用实现代码 127
9.6 Java标准库实例 127
9.7 相关模式 127
9.7.1 Two-phase Termination模式(第5章) 127
9.7.2 Promise模式(第6章) 127
9.7.3 Producer-Consumer模式(第7章) 127
9.8 参考资源 128
第10章 Thread Specific Storage(线程特有存储)模式 129
10.1 Thread Specific Storage模式简介 129
10.2 Thread Specific Storage模式的架构 131
10.3 Thread Specific Storage模式实战案例解析 133
10.4 Thread Specific Storage模式的评价与实现考量 135
10.4.1 线程池环境下使用Thread Specific Storage模式 138
10.4.2 内存泄漏与伪内存泄漏 139
10.5 Thread Specific Storage模式的可复用实现代码 145
10.6 Java标准库实例 146
10.7 相关模式 146
10.7.1 Immutable Object模式(第3章) 146
10.7.2 Proxy(代理)模式 146
10.7.3 Singleton(单例)模式 146
10.8 参考资源 147
第11章 Serial Thread Confinement(串行线程封闭)模式 148
11.1 Serial Thread Confinement模式简介 148
11.2 Serial Thread Confinement模式的架构 148
11.3 Serial Thread Confinement模式实战案例解析 151
11.4 Serial Thread Confinement模式的评价与实现考量 155
11.4.1 任务的处理结果 155
11.5 Serial Thread Confinement模式的可复用实现代码 156
11.6 Java标准库实例 160
11.7 相关模式 160
11.7.1 Immutable Object模式(第3章) 160
11.7.2 Promise模式(第6章) 160
11.7.3 Producer-Consumer模式(第7章) 160
11.7.4 Thread Specific Storage(线程特有存储)模式 (第10章) 161
11.8 参考资源 161

第12章 Master-Slave(主仆)模式 162
12.1 Master-Slave模式简介 162
12.2 Master-Slave模式的架构 162
12.3 Master-Slave模式实战案例解析 164
12.4 Master-Slave模式的评价与实现考量 171
12.4.1 子任务的处理结果的收集 172
12.4.2 Slave参与者实例的负载均衡与工作窃取 173
12.4.3 可靠性与异常处理 173
12.4.4 Slave线程的停止 174
12.5 Master-Slave模式的可复用实现代码 174
12.6 Java标准库实例 186
12.7 相关模式 186
12.7.1 Two-phase Termination模式(第5章) 186
12.7.2 Promise模式(第6章) 186
12.7.3 Strategy(策略)模式 186
12.7.4 Template(模板)模式 186
12.7.5 Factory Method(工厂方法)模式 186
12.8 参考资源 187
第13章 Pipeline(流水线)模式 188
13.1 Pipeline模式简介 188
13.2 Pipeline模式的架构 189
13.3 Pipeline模式实战案例解析 194
13.4 Pipeline模式的评价与实现考量 208
13.4.1 Pipeline的深度 209
13.4.2 基于线程池的Pipe 209
13.4.3 错误处理 212
13.4.4 可配置的Pipeline 212
13.5 Pipeline模式的可复用实现代码 212
13.6 Java标准库实例 222
13.7 相关模式 222
13.7.1 Serial Thread Confinement模式(第11章) 222
13.7.2 Master-Slave模式(第12章) 222
13.7.3 Composite模式 223
13.8 参考资源 223
第14章 Half-sync/Half-async(半同步/半异步)模式 224
14.1 Half-sync/Half-async模式简介 224
14.2 Half-sync/Half-async模式的架构 224
14.3 Half-sync/Half-async模式实战案例解析 226
14.4 Half-sync/Half-async模式的评价与实现考量 234
14.4.1 队列积压 235
14.4.2 避免同步层处理过慢 235
14.5 Half-sync/Half-async模式的可复用实现代码 236
14.6 Java标准库实例 240
14.7 相关模式 240
14.7.1 Two-phase Termination模式(第5章) 240
14.7.2 Producer-Consumer模式(第7章) 241
14.7.3 Active Object模式(第8章) 241
14.7.4 Thread Pool模式(第9章) 241
14.8 参考资源 241
第15章 模式语言 242
15.1 模式与模式间的联系 242
15.2 mmutable Object(不可变对象)模式 244
15.3 Guarded Suspension(保护性暂挂)模式 244
15.4 Two-phase Termination(两阶段终止)模式 245
15.5 Promise(承诺)模式 246
15.6 Producer-Consumer(生产者/消费者)模式 247
15.7 Active Object(主动对象)模式 248
15.8 Thread Pool(线程池)模式 249
15.9 Thread Specific Storage(线程特有存储)模式 250
15.10 Serial Thread Confinement(串行线程封闭)模式 251
15.11 Master-Slave(主仆)模式 252
15.12 Pipeline(流水线)模式 253
15.13 Half-sync/Half-async(半同步/半异步)模式 254
附录 本书常用UML图指南 255
A.1 UML简介 255
A.2 类图(Class Diagram) 256
A.1.1 类的属性、方法和立体型(Stereotype) 256
A.1.2 类与类之间的关系 258
A.3 序列图(Sequence Diagram) 261
参考文献 263

前言/序言

随着现代CPU 的生产工艺从提升CPU 主频频率转向多核化,即在一块芯片上集成多个CPU内核(Core),以往那种靠CPU 自身处理能力的提升所带来的软件计算性能提升的“免费午餐”不复存在。在此背景下,多线程编程在充分利用计算资源、提高软件服务质量方面扮演了越来越重要的角色。然而,多线程编程并非一个简单地使用多个线程进行编程的数量问题,其又有自身的问题。好比俗话说“一个和尚打水喝,两个和尚挑水喝,三个和尚没水喝”,简单地使用多个线程进行编程可能导致更加糟糕的计算效率。
设计模式相当于软件开发领域的“三十六计”,它为特定背景下反复出现的问题提供了一般性解决方案。多线程相关的设计模式为我们恰当地使用多线程进行编程并达到提升软件服务质量这一目的提供了指引和参考。当然,设计模式不是菜谱。即便是菜谱,我们也不能指望照着菜谱做就能做出一道美味可口的菜肴,但我们又不能因此而否认菜谱存在的价值。
可惜的是,国外与多线程编程相关的设计模式书籍多数采用C++作为描述语言,且书中所举的例子又多与应用开发人员的实际工作经历相去甚远。本书作为国内第一本多线程编程相关设计模式的原创书籍,希望能够为Java 开发者普及多线程相关的设计模式开一个头。
本书采用Java(JDK1.6)语言和UML(Unified Modeling Language)为描述语言,并结合作者多年工作经历的相关实战案例,介绍了多线程环境下常用设计模式的来龙去脉:各个设计模式是什么样的及其典型的实际应用场景、实际应用时需要注意的相关事项以及各个模式的可复用代码实现。
本书第1 章对多线程编程基础进行了回顾,虽然该章讲的是基础,但重点仍然是强调“实战”。所谓“温故而知新”,有一定多线程编程基础、经验的读者也不妨快速阅读一下本章,说不定有新的收获。
本书第3 章到第14 章逐一详细讲解了多线程编程相关的12 个常用设计模式。针对每个设计模式,相应章节会从以下几个方面进行详细讲解。
模式简介。这部分简要介绍了相应设计模式的由来及核心思想,以便读者能够快速地对相应设计模式有个初步认识。
模式的架构。这部分会从静态(类及类与类之间的结构关系)和动态(类与类之间的交互)两个角度对相应设计模式进行详细讲解。模式架构分别使用UML 类图(Class Diagram)和序列图(Sequence Diagram)对模式的静态和动态两个方面进行描述。
实战案例解析。在相应设计模式架构的基础上,本部分会给出相关的实战案例并对其进行解析。不同于教科书式的范例,实战案例强调的是“实战”这一背景。因此实战案例解析中,我们会先提出实际案例中我们面临的实际问题,并在此基础上结合相应设计模式讲解相应设计模式是如何解决这些问题的。实战案例解析中我们会给出相关的Java 代码,并讲解这些代码与相应设计模式的架构间的对应关系,以便读者进一步理解相应设计模式。为了便于读者进行实验,本书给出的实战案例代码都力求做到可运行。实战案例解析有助于读者进一步理解相应的设计模式,并体验相应设计模式的应用场景。建议读者在阅读这部分时先关注重点,即实战案例中我们要解决哪些问题,相应设计模式又是如何解决这些问题的,以及实战案例的代码与相应设计模式的架构间的对应关系。而代码中其与设计模式非强相关的细节则可以稍后关注。
模式的评价与实现考量。这部分会对相应设计模式在实现和应用过程中需要注意的一些事项、问题进行讲解,并讨论应用相应设计模式所带来的好处及缺点。该节也会讨论相应设计模式的典型应用场景。
可复用实现代码。这部分给出相应设计模式的可复用实现代码。编写设计模式的可复用代码有助于读者进一步理解相应设计模式及其在实现和应用过程中需要注意的相关事项和问题,也便于读者在实际工作中应用相应设计模式。
Java 标准库实例。考虑到Java 标准库的API 设计过程中已经应用了许多设计模式,本书尽可能地给出相应设计模式在Java API 中的应用情况。
相关模式。设计模式不是孤立存在的,一个具体的设计模式往往和其他设计模式之间存在某些联系。这部分会描述相应设计模式与其他设计模式之间存在的关系。这当中可能涉及GOF 的设计模式,这类设计模式并不在本书的讨论范围之内。有需要的读者,请自行参考相关书籍。


Java多线程编程实战指南(并发容器篇) 引言 在当今高度互联和计算密集型的世界里,并发编程已成为提升应用程序性能和响应能力的关键技术。Java作为一门广泛应用于企业级开发、Android应用以及高性能计算的语言,其强大的并发支持能力为开发者提供了丰富的工具集。然而,随着多核处理器的普及和应用复杂度的不断提升,如何高效、安全地管理并发访问、避免潜在的线程安全问题,并充分利用多核处理器的计算能力,成为了摆在每位Java开发者面前的挑战。 本书《Java多线程编程实战指南(并发容器篇)》旨在深入探讨Java并发编程的核心领域之一:并发容器。不同于传统的单线程环境下使用的`java.util`包中的集合类,`java.util.concurrent`包提供了一系列为高并发场景量身定制的线程安全、高性能的容器。这些容器不仅能够处理多线程环境下的数据共享,还能在性能、吞吐量和资源利用率方面提供显著的优势。 本书的内容将聚焦于这些并发容器的原理、设计思想、使用方法以及在实际开发中的应用场景。我们将带领读者从底层原理出发,深入理解这些并发容器是如何通过各种同步机制、无锁算法以及高效的数据结构来实现其卓越的并发性能和线程安全性。通过阅读本书,您将能够: 理解并发容器的核心设计理念: 掌握CAS(Compare-and-Swap)原子操作、锁分段、无锁队列等底层技术在并发容器中的应用。 熟练掌握各类并发容器的使用: 详细解析`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`、`BlockingQueue`系列(如`ArrayBlockingQueue`、`LinkedBlockingQueue`、`PriorityBlockingQueue`)、`ConcurrentLinkedQueue`等常用并发容器的特性、API和适用场景。 掌握线程间通信与协调的高级技巧: 深入理解`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`、`Semaphore`、`Exchanger`等并发工具类在协调多线程协作中的作用,并将其与并发容器相结合,构建复杂的并发系统。 解决实际并发场景中的痛点: 通过大量的实战案例,学习如何利用并发容器有效解决生产者-消费者问题、任务调度、缓存管理、线程池中的任务队列等常见并发编程难题。 提升并发程序的性能与稳定性: 学习如何根据具体业务场景选择最合适的并发容器,避免性能瓶颈,并编写出健壮、易于维护的并发代码。 本书强调理论与实践相结合,每一章节都将伴随详尽的代码示例和场景分析,帮助读者将所学知识融会贯通,应用于实际开发中。我们希望通过本书,能够帮助广大Java开发者构建更强大、更高效、更稳定的并发应用程序。 第一章:并发编程基础回顾与痛点分析 在深入探讨并发容器之前,对Java并发编程的基础知识进行回顾是必要的。本章将重新审视线程的创建与生命周期,同步机制(`synchronized`关键字、`Lock`接口),以及线程间通信的基础。在此基础上,我们将重点剖析在传统集合类(如`ArrayList`、`HashMap`)在多线程环境下所暴露出的线程安全问题,例如: 数据可见性问题: 线程修改的数据不能及时被其他线程看到。 原子性问题: 复合操作(如读-修改-写)在多线程环境下会被中断,导致数据不一致。 有序性问题: 编译器的重排序和CPU的乱序执行可能导致意想不到的结果。 迭代修改异常: 在迭代过程中修改集合可能抛出`ConcurrentModificationException`。 通过分析这些潜在的并发问题,我们将引出对专门为并发场景设计的并发容器的需求。本章将通过一些简单的代码示例来演示这些问题,让读者直观感受到传统集合在并发环境下的脆弱性,为后续学习并发容器打下坚实的理论基础。 第二章:`java.util.concurrent`包概览与核心概念 本章将对`java.util.concurrent`包进行宏观的介绍,使其成为Java并发编程的“工具箱”。我们将了解该包的整体架构,以及其中扮演核心角色的几个关键接口和类。 Executor框架: 介绍线程池的概念,以及`Executor`、`ExecutorService`、`ThreadPoolExecutor`等类在线程管理和复用方面的作用。虽然本书聚焦于并发容器,但理解线程池是有效利用并发容器的前提。 同步工具类: 简要介绍`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`、`Semaphore`等在线程协调方面的重要作用,为后续章节的深入讲解铺垫。 并发集合类: 介绍`java.util.concurrent`包中提供的各类并发集合,并初步划分其类别(如Map、List、Queue等)。 同时,本章还将深入探讨几个贯穿于并发容器设计中的核心概念: CAS(Compare-and-Swap)原子操作: 解释CAS的工作原理,以及它如何成为实现无锁数据结构的基础。我们将通过简化的伪代码或Java并发API中的原子类(如`AtomicInteger`)来演示CAS的用法。 AQS(AbstractQueuedSynchronizer): 介绍AQS作为Java并发包中许多同步器(包括锁和一些并发容器)底层实现的核心框架。理解AQS的队列模型和状态管理对于理解许多并发工具和容器的工作机制至关重要。 内存模型(JMM): 回顾Java内存模型,重点关注`volatile`关键字的作用,以及它与并发容器中数据可见性保证的关系。 通过本章的学习,读者将对Java并发编程的生态系统有一个初步的认识,并对并发容器背后的关键技术原理有所了解。 第三章:线程安全的Map——`ConcurrentHashMap`深度解析 `ConcurrentHashMap`是Java并发编程中最为重要和常用的并发集合之一,它在JDK 1.8后经历了重大的性能优化。本章将对`ConcurrentHashMap`进行全面而深入的解析: JDK 1.8之前的实现(分段锁): 简要回顾JDK 1.7及之前版本中`ConcurrentHashMap`采用的分段锁(`Segment`)机制,分析其优点和缺点,为理解JDK 1.8的改进打下基础。 JDK 1.8及之后的实现(Treebin和CAS): 详细讲解JDK 1.8后`ConcurrentHashMap`的全新实现。重点介绍: Node结构与数据存储: 理解`Node`、`TreeNode`等内部节点结构。 Treebin(红黑树)的应用: 阐述在哈希冲突严重时,`ConcurrentHashMap`如何动态将链表转换为红黑树,极大地提高了性能。 CAS与synchronized的结合: 分析`ConcurrentHashMap`如何在插入、删除、查找等操作中使用CAS原子操作配合`synchronized`关键字来保证线程安全和高效性。 put/get/remove等核心API的内部机制: 通过源码级别的分析,展示这些操作是如何在高并发下工作的。 `ConcurrentHashMap`的常用操作与注意事项: 讲解`putIfAbsent`、`compute`、`merge`等原子性操作,以及`keySet()`、`values()`、`entrySet()`等方法返回的并发集合视图的特性,强调在迭代这些视图时需要注意的线程安全问题。 性能对比与适用场景: 将`ConcurrentHashMap`与`Hashtable`、`Collections.synchronizedMap()`进行性能对比,并明确`ConcurrentHashMap`适用的场景,例如高并发读写、缓存系统、配置管理等。 本章将通过大量的代码示例,演示`ConcurrentHashMap`在各种场景下的使用,并深入剖析其底层实现,帮助读者真正理解其为何能够提供如此高的并发性能。 第四章:线程安全的List——`CopyOnWriteArrayList`与`Vector`的比较 在需要频繁迭代而少量修改的场景下,`CopyOnWriteArrayList`是一种高效的解决方案。本章将重点探讨`CopyOnWriteArrayList`及其与传统线程安全List实现`Vector`的比较。 `CopyOnWriteArrayList`的工作原理: 详细解释`CopyOnWriteArrayList`的“写时复制”机制。当进行写操作(add, remove, set等)时,它会复制一份底层数组,在新数组上进行修改,然后再将引用指向新数组。 读写性能分析: 分析`CopyOnWriteArrayList`的读操作(get, iterator等)非常高效,几乎没有同步开销,而写操作的开销相对较大。 迭代器的特性: 强调`CopyOnWriteArrayList`的迭代器是“弱一致性”的,即迭代器不会受到后续写操作的影响,可以避免`ConcurrentModificationException`。 `Vector`的实现与局限: 回顾`Vector`的实现方式(每次操作都加锁),分析其在高并发下的性能瓶颈,并将其与`CopyOnWriteArrayList`进行对比。 适用场景与权衡: 明确`CopyOnWriteArrayList`最适合的场景,如配置信息列表、全局监听器列表等,并讨论在选择List实现时需要考虑的读写比例、并发度等因素。 通过本章的学习,读者将能够深刻理解`CopyOnWriteArrayList`的设计思想,并根据实际需求选择最适合的线程安全List实现。 第五章:阻塞队列——线程间协作的基石 阻塞队列(BlockingQueue)是Java并发编程中实现线程间协作、解耦生产者和消费者的关键组件。本章将深入探讨`java.util.concurrent.BlockingQueue`接口及其各种实现类。 阻塞队列的核心特性: 阻塞操作: 介绍`put()`(队列满时阻塞)和`take()`(队列空时阻塞)等核心方法。 有界与无界队列: 区分有界队列(如`ArrayBlockingQueue`)和无界队列(如`LinkedBlockingQueue`的无界模式)。 超时与中断: 讲解`offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)`、`poll(long timeout, TimeUnit unit)`等带有超时和中断机制的方法,以及它们在优雅处理并发场景中的作用。 常用阻塞队列的详解: `ArrayBlockingQueue`: 基于数组的固定长度阻塞队列,了解其内部数组的实现和性能特点。 `LinkedBlockingQueue`: 基于链表的阻塞队列,可以配置为有界或无界,分析其在吞吐量方面的优势。 `PriorityBlockingQueue`: 无界优先级阻塞队列,元素按照自然顺序或指定的比较器进行排序,常用于任务调度。 `DelayQueue`: 延迟阻塞队列,只有当元素满足延迟时间后才能被取出,适用于实现定时任务。 `SynchronousQueue`: 特殊的阻塞队列,容量为零,每次插入操作必须等待一个取出操作,反之亦然。常用于线程间的直接传递数据。 生产者-消费者模型实战: 通过经典的生产者-消费者模型,演示如何利用阻塞队列实现高效、可靠的线程间通信,并讨论常见的优化策略。 线程池中的应用: 解释阻塞队列在`ThreadPoolExecutor`中作为任务队列的角色,以及选择不同类型的阻塞队列对线程池性能的影响。 本章将通过丰富的代码示例,帮助读者掌握阻塞队列的使用,并将其应用于构建稳健的并发系统。 第六章:其他重要并发容器与工具 除了上述重点介绍的并发Map、List和Queue之外,`java.util.concurrent`包还提供了许多其他有用的并发容器和工具类。本章将对这些组件进行简要介绍和演示。 `ConcurrentLinkedQueue`: 一种基于链表的无界线程安全队列,采用非阻塞算法(CAS)实现,在吞吐量方面通常优于`LinkedBlockingQueue`(无界模式),但它没有阻塞操作。 `ConcurrentSkipListMap`与`ConcurrentSkipListSet`: 基于跳表的并发Map和Set实现,提供了有序的键值对存储和集合,性能优于`TreeMap`和`TreeSet`在高并发环境下。 `TransferQueue`接口与`LinkedTransferQueue`: 扩展了`BlockingQueue`,增加了`transfer()`方法,可以实现更高效的生产者-消费者通信,确保消费者在生成者调用`transfer()`时立即接收数据。 `ConcurrentNavigableMap`接口与`ConcurrentSkipListMap`: 介绍了支持顺序访问的并发Map,以及`headMap`、`tailMap`、`subMap`等方法的用法。 通过对这些并发容器和工具的了解,读者将能够更全面地掌握Java并发编程的工具箱,并在更广泛的场景下应用并发编程技术。 第七章:并发容器的性能优化与最佳实践 在掌握了各类并发容器的使用方法和底层原理后,本章将聚焦于如何更进一步地优化并发程序的性能,并总结一套实用的最佳实践。 选择合适的并发容器: 根据读写比例、数据结构需求(有序性、键值对)、内存限制等因素,指导读者如何选择最适合的并发容器,避免过度或不足的使用。 线程池与并发容器的协同: 深入探讨线程池(`ExecutorService`)与并发容器(如阻塞队列)如何协同工作,以及如何调优线程池参数以获得最佳性能。 避免并发容器中的常见陷阱: 迭代时修改的风险: 再次强调在迭代并发容器的视图(如`entrySet()`)时,避免直接修改原容器,可能导致非预期的行为。 `null`值的处理: 讨论某些并发容器(如`ConcurrentHashMap`)不允许存储`null`键或`null`值,以及如何处理这种情况。 `size()`方法的开销: 分析在某些并发容器中`size()`操作可能并非总是O(1)的,以及其潜在的性能影响。 并发容器的基准测试与性能调优: 介绍一些进行并发容器性能测试的方法和工具,以及如何根据测试结果进行参数调优。 设计健壮的并发应用程序: 总结在设计并发应用程序时,如何合理地使用并发容器来保证线程安全、提高响应速度,并降低开发复杂度。 本章将通过实际案例的分析和讨论,帮助读者将所学知识转化为解决实际问题的能力,写出更高质量的并发Java代码。 结论 《Java多线程编程实战指南(并发容器篇)》力求为读者提供一个全面、深入、实用的并发容器学习体验。我们相信,通过对本书内容的学习和实践,您将能够: 深刻理解Java并发容器的设计理念和工作原理。 熟练掌握各类并发容器的API,并能灵活运用于实际开发。 构建高性能、高可用、线程安全的Java应用程序。 自信地应对复杂的并发编程挑战。 让我们一同踏上这段深入探索Java并发容器世界的旅程,用知识武装自己,用代码创造高效。

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刚拿到这本书,就被这厚实的分量和精美的封面吸引了。说实话,我当初选择它,主要是看中了“设计模式篇”这个副标题。我一直觉得,在多线程这个复杂而又充满挑战的领域,设计模式就像是隐藏在代码深处的宝藏,能极大地提升代码的可读性、可维护性和可扩展性。很多时候,我们在开发多线程应用时,会遇到一些似曾相识的问题,比如如何有效地同步,如何避免死锁,如何管理线程池的生命周期等等。如果没有一套行之有效的解决方案,很容易陷入混乱,代码变得越来越难以理解,Bug也随之而来。我非常期待这本书能深入剖析几种经典的多线程设计模式,比如生产者-消费者模式、读者-写者模式、或者是一些关于并发集合的设计思想。我很想知道,作者是如何将这些抽象的设计原则,转化为具体、可执行的Java代码的。毕竟,理论和实践之间往往存在着鸿沟,而这本书的“实战指南”这几个字,让我看到了跨越这条鸿沟的希望。我希望它能提供一些清晰的示例,让我能一步步地理解每个模式的原理、适用场景以及在实际开发中如何落地。尤其是在处理高并发场景时,如何利用设计模式来优化性能,减少资源消耗,也是我非常关注的重点。这本书会不会提供一些关于线程安全、锁机制、原子操作等基础知识的讲解,并在此基础上引申出更高级的设计模式应用呢?我对此充满好奇。

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坦白说,拿到这本书的时候,我的内心是有些忐忑的。我之前接触过一些多线程的书籍,但往往要么过于偏重理论,看得云里雾里,要么就是直接贴代码,缺乏深入的讲解,让人知其然不知其所以然。而我这次抱着极大的期望,是因为我深知在实际工作中,多线程编程的复杂性远不止于掌握几个API。真正的挑战在于如何构建稳定、高效、易于维护的多线程系统。我一直在寻找一本能够帮助我“融会贯通”的书,能够让我从根本上理解多线程的本质,并且能够提供一套系统化的思考框架。这本书的“设计模式篇”这个定位,正是我所需要的。我希望它不仅仅是罗列一些现成的设计模式,而是能深入剖析这些模式背后的设计思想,以及它们是如何解决多线程编程中的具体痛点的。例如,面对复杂的资源竞争问题,如何通过策略模式来动态选择合适的同步机制?或者在需要频繁进行线程间通信时,如何利用观察者模式来解耦,降低系统的耦合度?我对书中会不会涉及到一些与并发工具类(如`CountDownLatch`, `Semaphore`, `CyclicBarrier`等)相结合的设计模式非常感兴趣。这些工具类在并发编程中扮演着至关重要的角色,如果能与设计模式巧妙结合,想必能创造出更加优雅和强大的解决方案。总而言之,我期待这本书能够给我带来一次“顿悟”,让我能够用更高级、更抽象的视角来审视和解决多线程编程中的问题。

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说实话,我一直在寻找一本能够真正帮助我提升多线程编程“内功”的书籍。很多时候,我们能够写出工作的多线程代码,但却很难说清它为什么会这样工作,以及在面对更复杂的场景时,如何进行优化和改进。这本书的“设计模式篇”这个定位,恰恰点燃了我学习的热情。我深信,设计模式是解决复杂问题的通用蓝图,而将其应用到多线程编程中,无疑能够极大地提升代码的质量和系统的稳定性。我非常好奇,这本书会如何将一些经典的面向对象设计模式(如单例模式、工厂模式、策略模式、观察者模式等)巧妙地融入到多线程的语境中。例如,如何利用单例模式来管理全局的线程池,或者如何利用策略模式来动态选择不同的锁实现,又或者如何利用观察者模式来实现线程间的异步通知?我特别希望能看到书中提供一些关于线程池的精细化配置和优化策略,以及如何通过设计模式来构建更加灵活和高效的线程池。此外,对于一些在实际开发中经常遇到的棘手问题,比如如何有效地避免死锁、如何优雅地处理线程中断、如何实现精细化的线程同步等等,我希望这本书能够提供基于设计模式的、具有指导意义的解决方案。我期待这本书能够让我从“写出能动的多线程代码”提升到“写出高质量、可扩展、易维护的多线程代码”。

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对于这本书,我最期待的是它能否在“实战”上下真功夫。我一直觉得,多线程编程最难的地方在于它的“隐藏性”和“不可预测性”。很多问题只有在并发环境下才会显露出来,而且往往难以重现和调试。我希望这本书不是停留在理论层面,而是能提供一些真实、贴近业务场景的案例。比如,如何利用设计模式来构建一个高并发的Web服务器,或者如何设计一个能够高效处理大量数据的后台处理系统。我更希望看到的是,作者能够从实际遇到的问题出发,然后引申出适用的设计模式,并详细讲解如何将这些模式应用到代码中,最终解决问题。这不仅仅是学习设计模式本身,更是学习如何“用”设计模式。我非常好奇书中会不会包含一些关于线程池的优化和管理,以及如何利用设计模式来设计更健壮的线程池策略。另外,对于并发中的一些“陷阱”,比如竞态条件、死锁、活锁等,这本书会提供哪些基于设计模式的解决方案?是否会讲解一些更加高级的并发设计模式,比如Actor模型或者CSP(Communicating Sequential Processes)模型在Java中的应用?我希望这本书的讲解方式能够深入浅出,即使对于初学者来说,也能逐步掌握其中的精髓,并且能够将学到的知识转化为自己解决实际问题的能力。

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阅读这本书,我最看重的是它能否提供一套系统化的学习路径。多线程编程本身就是一个庞大而复杂的领域,如果仅仅是零散地学习一些概念和API,很容易顾此失彼。而“设计模式篇”这个切入点,我认为非常具有吸引力。我希望这本书能够首先建立起我对多线程编程基础概念的扎实理解,然后再循序渐进地引入各种设计模式,并解释它们在多线程场景下的具体作用。例如,在讲解线程安全问题时,是否会深入剖析各种同步原语(如`synchronized`, `Lock`, `Semaphore`等)的设计思想,然后在此基础上,讲解如何利用工厂模式来管理并发资源的创建,或者如何利用装饰器模式来动态地为线程添加额外的行为?我非常期待书中能够提供一些关于并发集合(如`ConcurrentHashMap`, `CopyOnWriteArrayList`等)的设计原理剖析,并且能够说明在什么情况下,应该选择使用这些并发集合,以及如何通过设计模式来更好地利用它们。我对书中是否会包含一些关于并发框架(如`java.util.concurrent`包)的高级用法,以及如何通过设计模式来构建更加高效和易于维护的并发应用非常感兴趣。我希望这本书能够帮助我构建一个“多线程思维模型”,让我能够更自信地应对各种复杂的多线程挑战。

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java多线程很重要,买来加强实战的

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非常好非常满意的一本书!用它作为scala学习入门的教材十分合适!

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很不错的书,物流也很快

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感谢进行开除党籍喜欢读书快下班回到家

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内容很详尽,分了层次,好好入门,翻了一下,里面有很多东西是结合Java来写的

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书的内容不错,推荐!

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昨天下单,今天就到了,很好,书都是包装好的,书的质量不错,好好学习吧

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先屯着,好多书要看,???,希望看后有用

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刚拿到,还没来得及看

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