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声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第七章，作者： Javier Fernández González     译者：许巧辉

实现ThreadFactory接口生成自定义的线程

在面向对象编程的世界中，工厂模式（factory pattern）是一个被广泛使用的设计模式。它是一个创建模式，它的目的是开发一个类，这个类的使命是创建一个或多个类的对象。然后，当我们要创建一个类的一个对象时，我们使用这个工厂而不是使用new操作。

• 使用这个工厂，我们集中对象的创建，获取容易改变创建对象的类的优势，或我们创建这些对象的方式，容易限制创建对象的有限资源。比如，我们只能有一个类型的N个对象，就很容易产生关于对象创建的统计数据。

Java提供ThreadFactory接口，用来实现一个Thread对象工厂。Java并发API的一些高级工具，如执行者框架（Executor framework）或Fork/Join框架（Fork/Join framework），使用线程工厂创建线程。

在Java并发API中的其他工厂模式的例子是Executors类。它提供许多方法来创建不同类型的Executor对象。

在这个指南中，你将继承Thread类，以添加新功能，并且你将实现一个线程工厂来创建这个新类的线程。

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声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第七章，作者： Javier Fernández González     译者：许巧辉

实现一个基于优先级的Executor类

在Java并发API的第一个版本中，你必须创建和运行应用程序中的所有线程。在Java版本5中，随着执行者框架（Executor framework）的出现，对于并发任务的执行，一个新的机制被引进。

使用执行者框架（Executor framework），你只要实现你的任务并把它们提交给执行者。这个执行者负责执行你的任务的线程的创建和执行。

在内部，一个执行者使用一个阻塞队列来存储待处理任务。以任务到达执行者的顺序来存储。一个可能的替代就是使用一个优先级列队来存储新的任务。这样，如果一个高优先级的新任务到达执行者，它将比其他已经在等待一个线程来执行它们，且低优先级的任务先执行。

在这个指南中，你将学习如何实现一个执行者，它将使用优先级队列来存储你提交执行的任务。

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声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第七章，作者： Javier Fernández González     译者：许巧辉

定制ThreadPoolExecutor类

执行者框架（Executor framework）是一种机制，允许你将线程的创建与执行分离。它是基于Executor和ExecutorService接口及其实现这两个接口的ThreadPoolExecutor类。它有一个内部的线程池和提供允许你提交两种任务给线程池执行的方法。这些任务是：

• Runnable接口，实现没有返回结果的任务
• Callable接口，实现返回结果的任务

在这两种情况下，你只有提交任务给执行者。这个执行者使用线程池中的线程或创建一个新的线程来执行这些任务。执行者同样决定任务被执行的时刻。

在这个指南中，你将学习如何覆盖ThreadPoolExecutor类的一些方法，计算你在执行者中执行的任务的执行时间，并且将关于执行者完成它的执行的统计信息写入到控制台。

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声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第七章，作者： Javier Fernández González     译者：许巧辉 

在这个文章中，我们将包含：

• 定制ThreadPoolExecutor类
• 实现一个基于优先级的Executor类
• 实现ThreadFactory接口生成自定义的线程
• 在一个Executor对象中使用我们的ThreadFactory
• 定制任务运行在一个计划的线程池中
• 实现ThreadFactory接口生成自定义的线程给Fork/Join框架
• 定制任务运行在Fork/Join框架中
• 实现一个自定义的Lock类
• 实现一个基于优先级的传输队列
• 实现你自己的原子对象

引言

Java 并发API提供许多接口和类来实现并发应用程序。它们提供底层（low-level）机制，如Thread类、Runnable或Callable接口、或synchronized关键字。同样也提供高级（high-level）机制，如Executor框架和Java 7 发布的Fork/Join框架。尽管这样，你可能发现你自己开发一个程序时，没有一个java类能满足你的需求。
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声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第七章，作者： Javier Fernández González     译者：许巧辉 校对：方腾飞

实现你自己的原子（atomic）对象

Java版本5中引入原子变量，并提供对单个变量的原子操作。当一个线程在原子变量上执行操作时，这个类的实现包含一种机制用来检查这个操作在一个步骤内完成。基本上，这个操作是先获取变量的值，然后在本地变量中改变这个值，最后尝试将旧值变成这个新值。如果旧值仍然是相同的，它将改变成新值，否则，这个方法重新开始这个操作。（校对注：这段话描述了CAS的实现原理 ）

在这个指南中，你将学习如何继承一个原子对象和如何实现遵从原子对象机制的两个操作，来保证所有的操作在一个步骤内完成。 阅读全文

原文链接    作者：paul    译者：谢宝友，鲁阳，陈渝

并行快速路径

细粒度的设计一般要比粗粒度的设计复杂。在许多情况，绝大部分开销只由一小部分代码产生[Knu73]。所以为什么不把精力放在这一小块代码上。

这就是并行快速路径设计模式背后的想法，尽可能地并行化常见情况下的代码路径，同时不产生并行化整个算法所带来的复杂性。您必须理解这一点，不只算法需要并行化，算法所属的工作负载也要并行化。构建这种并行快速路径，需要极大的创造性和设计上的努力。 阅读全文

原文链接    作者：paul    译者：谢宝友，鲁阳，陈渝

图1.1：设计模式与锁粒度

图1.1是不同程度同步粒度的图形表示。每一种同步粒度都用一节内容来描述。下面几节主要关注锁，不过其他几种同步方式也有类似的粒度问题。

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原文链接    作者：paul    译者：谢宝友，鲁阳，陈渝

设计准则

上面的章节中给出了三个并行编程的目标：性能、生产率和通用性。但是还需要更详细的设计准则来真正的指导真实世界中的设计，这就是本节将解决的任务。在真实世界中，这些准则经常在某种程度上冲突，这需要设计者小心的权衡得失。

这些准则可以被认为是设计中的阻力，对这些阻力进行恰当权衡，这就称为“设计模式”[Ale79]，[GHJV95]。

基于三个并行编程目标的设计准则是加速、竞争、开销、读写比率和复杂性。 阅读全文

原文链接    作者：paul    译者：谢宝友，鲁阳，陈渝

双端队列是一种元素可以从两端插入或删除的数据结构[Knu73]。据说实现一种基于锁的允许在双端队列的两端进行并发操作的方法非常困难[Gro07]。本节将展示一种分割设计策略，能实现合理且简单的解决方案，请看下面的小节中的三种通用方法。

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原文链接     作者：paul    译者：谢宝友，鲁阳，陈渝

在商用计算机中，多核系统已经越来越常见了，本章将描述如何设计能更好利用多核优势的软件。我们将介绍一些习语，或者叫“设计模式”，来帮助您权衡性能、可扩展性和响应时间。在上一章我们说过，您在编写并行软件时最重要的考虑是如何进行分割。正确的分割问题能够让解决办法简单、可扩展并且高性能，而不恰当的分割问题则会产生缓慢且复杂的解决方案。
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本文是作者原创，首发于InfoQ：http://www.infoq.com/cn/articles/java-interrupt-mechanism

1. 引言

当我们点击某个杀毒软件的取消按钮来停止查杀病毒时，当我们在控制台敲入quit命令以结束某个后台服务时……都需要通过一个线程去取消另一个线程正在执行的任务。Java没有提供一种安全直接的方法来停止某个线程，但是Java提供了中断机制。

如果对Java中断没有一个全面的了解，可能会误以为被中断的线程将立马退出运行，但事实并非如此。中断机制是如何工作的？捕获或检测到中断后，是抛出InterruptedException还是重设中断状态以及在方法中吞掉中断状态会有什么后果？Thread.stop与中断相比又有哪些异同？什么情况下需要使用中断？本文将从以上几个方面进行描述。

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原文地址 译者：无叶 校对：丁一

现代CPU采用了大量的技术来抵消内存访问带来的延迟。读写内存数据期间，CPU能执行成百上千条指令。

多级SRAM缓存是减小这种延迟带来的影响的主要手段。此外，SMP系统采用消息传递协议来实现缓存之间的一致性。遗憾的是，现代的CPU实在是太快了，即使是使用了缓存，有时也无法跟上CPU的速度。因此，为了进一步减小延迟的影响，一些鲜为人知的缓冲区派上了用场。

本文将探讨“合并写存储缓冲区（write combining store buffers）”，以及如何写出有效利用它们的代码。

CPU缓存是一种高效的非链式结构的hash map，每个桶（bucket）通常是64个字节。这就是一个“缓存行（cache line）”。缓存行是内存交换的实际单位。例如，主存中地址A会映射到一个给定的缓存行C。

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原文地址 译者：丁一

双重检查锁定（以下称为DCL）已被广泛当做多线程环境下延迟初始化的一种高效手段。

遗憾的是，在Java中，如果没有额外的同步，它并不可靠。在其它语言中，如c++，实现DCL，需要依赖于处理器的内存模型、编译器实行的重排序以及编译器与同步库之间的交互。由于c++没有对这些做出明确规定，很难说DCL是否有效。可以在c++中使用显式的内存屏障来使DCL生效，但Java中并没有这些屏障。

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原文链接 作者：Jakob Jenkov 译者：丁一

虽然许多同步器（如锁，信号量，阻塞队列等）功能上各不相同，但它们的内部设计上却差别不大。换句话说，它们内部的的基础部分是相同（或相似）的。了解这些基础部件能在设计同步器的时候给我们大大的帮助。这就是本文要细说的内容。

注：本文的内容是哥本哈根信息技术大学一个由Jakob Jenkov，Toke Johansen和Lars Bjørn参与的M.Sc.学生项目的部分成果。在此项目期间我们咨询Doug Lea是否知道类似的研究。有趣的是在开发Java 5并发工具包期间他已经提出了类似的结论。Doug Lea的研究，我相信，在《Java Concurrency in Practice》一书中有描述。这本书有一章“剖析同步器”就类似于本文，但不尽相同。

大部分同步器都是用来保护某个区域（临界区）的代码，这些代码可能会被多线程并发访问。要实现这个目标，同步器一般要支持下列功能：

1. 状态
2. 访问条件
3. 状态变化
4. 通知策略
5. Test-and-Set方法
6. Set方法

并不是所有同步器都包含上述部分，也有些并不完全遵照上面的内容。但通常你能从中发现这些部分的一或多个。

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原文链接 作者：Jakob Jenkov 译者：李同杰

Java 同步块（synchronized block）用来标记方法或者代码块是同步的。Java同步块用来避免竞争。本文介绍以下内容：

• Java同步关键字（synchronzied）
• 实例方法同步
• 静态方法同步
• 实例方法中同步块
• 静态方法中同步块
• Java同步示例

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