Java并发编程之美

一、内容简介

并发编程相比 Java 中其他知识点的学习门槛较高,从而导致很多人望而却步。但无论是职场面试,还是高并发/ 高流量系统的实现,却都离不开并发编程,于是能够真正掌握并发编程的人成为了市场迫切需求的人才。

《Java并发编程之美》通过图文结合、通俗易懂的讲解方式帮助大家完成多线程并发编程从入门到实践的飞跃!《Java并发编程之美》分为三部分,第一部分为Java 并发编程基础篇,主要讲解Java 并发编程的基础知识、线程有关的知识和并发编程中的其他相关概念,这些知识在高级篇都会有所使用,掌握了本篇的内容,就为学习高级篇奠定了基础;第二部分为Java 并发编程高级篇,讲解了Java 并发包中核心组件的实现原理,让读者知其然,也知其所以然,熟练掌握本篇内容,对我们在日常开发高并发、高流量的系统时会大有裨益;第三部分为Java 并发编程实践篇,主要讲解并发组件的使用方法,以及在使用过程中容易遇到的问题和解决方法。

《Java并发编程之美》适合Java 初级、中高级研发工程师,对Java 并发编程感兴趣,以及希望探究JUC 包源码原理的人员阅读。

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二、精彩书评

Java的并发编程太重要,又太迷人,所以自Goetz的Java Concurrency in Practice在2006年出版,2012年重译以来,国内的众多作者又陆陆续续出版了若干本相关主题的书籍。那我手上的这本,是又一本Java并发编程(Yet Another )吗?为了找一个大家再次购买的理由,我快速翻完了全书。

显而易见,作者是一位喜欢用代码说话的同学,第1部分基础知识中的每个知识点都伴随一段简短的示例及证明的代码,代码不撒谎。

作者对代码的爱,也带到了第二部分。书中针对Java并发库中的主要组件,进行了代码级的原理讲解,而且紧贴时代脉搏,涵盖了JDK 8的内容。如果你能耐下心来,跟随作者进行一番代码级的探究,所产生的印象比阅读文章、死记结论,无疑要深刻得多。

到了最后的实践部分,依然没有模式、架构之类的宏大叙事,而是作者自己一个个的实践例子。

所以,如果要简单概括,这就是一本有好奇心的Coder,写给另一位有好奇心的Coder的Java并发编程书。

——肖桦(江南白衣),唯品会资深架构师,公众号“春天的旁边”

JDK 1.5之前,我们必须自己编写代码实现一些并发编程的逻辑;之后到了JDK 1.5,Doug Lea解救了广大Java用户,在JDK里特意设计并实现了一套JUC的框架,给大家提供了非常好的并发编程体验。本书作者在阿里经历过大量并发的场景,积攒了不少并发编程的经验,并毫无保留地写入本书。通过书中对JUC源码的解读,读者可以揭开JUC的神秘面纱。这是一本值得仔细品读的好书。

——你假笨/寒泉子,PerfMa CEO,公众号“你假笨”

Java 并发编程所涉及的知识点比较多,多线程编程所考虑的场景相对比较复杂,包括线程间的资源共享、竞争、死锁等问题。并发编程相比 Java 中其他知识点,学习起来门槛相对较高,学习难度较大,从而导致很多人望而却步。加多的《Java并发编程之美》这本书刚好填补了这个空缺,作者在并发编程领域深耕多年。本书用浅显易懂的文字为大家系统地介绍了 Java 并发编程的相关内容,推荐大家关注学习。

——纯洁的微笑,第三方支付公司技术总监,公众号“纯洁的微笑”

Java并发编程无处不在,Java多线程、并发处理是深入学习Java必须要掌握的技术。本书涵盖了Java并发包中的核心类、API以及框架等内容,并辅以详尽的案例讲解,帮助读者快速学习、迅速掌握。如果你希望成长为一名优秀的Java程序员,有必要读一读本书。

——许令波,《深入分析Java Web技术内幕》作者

第1作者加多是一位非常勤奋的技术人员,经常发布各种技术文章,有时候甚至能做到每天一篇,在并发编程网已经累计发布了近百篇文章。本书是他多年的积累,厚积薄发,从并发编程的基础知识一直到实战娓娓道来,希望读者喜欢。

——方腾飞,并发编程网创始人

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三、 目录

第一部分 Java 并发编程基础篇

第1 章 并发编程线程基础 2

1.1 什么是线程 2

1.2 线程创建与运行 3

1.3 线程通知与等待 6

1.4 等待线程执行终止的join 方法 16

1.5 让线程睡眠的sleep 方法 19

1.6 让出CPU 执行权的yield 方法 23

1.7 线程中断 24

1.8 理解线程上下文切换 30

1.9 线程死锁 30

1.9.1 什么是线程死锁 30

1.9.2 如何避免线程死锁 33

1.10 守护线程与用户线程 35

1.11 ThreadLocal 39

1.11.1 ThreadLocal 使用示例 40

1.11.2 ThreadLocal 的实现原理 42

1.11.3 ThreadLocal 不支持继承性 45

1.11.4 InheritableThreadLocal 类 46

第2 章 并发编程的其他基础知识 50

2.1 什么是多线程并发编程 50

2.2 为什么要进行多线程并发编程 51

2.3 Java 中的线程安全问题 51

?2.4 Java 中共享变量的内存可见性问题 52

2.5 Java 中的synchronized 关键字 54

2.5.1 synchronized 关键字介绍 54

2.5.2 synchronized 的内存语义 55

2.6 Java 中的volatile 关键字 55

2.7 Java 中的原子性操作 57

2.8 Java 中的CAS 操作 59

2.9 Unsafe 类 59

2.9.1 Unsafe 类中的重要方法 59

2.9.2 如何使用Unsafe 类 61

2.10 Java 指令重排序 65

2.11 伪共享 67

2.11.1 什么是伪共享 67

2.11.2 为何会出现伪共享 68

2.11.3 如何避免伪共享 70

2.11.4 小结 72

2.12 锁的概述 72

2.12.1 乐观锁与悲观锁 72

2.12.2 公平锁与非公平锁 75

2.12.3 独占锁与共享锁 75

2.12.4 什么是可重入锁 76

2.12.5 自旋锁 77

2.13 总结 77

第二部分 Java 并发编程高级篇

第3 章 Java 并发包中ThreadLocalRandom 类原理剖析 80

3.1 Random 类及其局限性 80

3.2 ThreadLocalRandom 82

3.3 源码分析 84

3.4 总结 87

第4 章 Java 并发包中原子操作类原理剖析 88

4.1 原子变量操作类 88

4.2 JDK 8 新增的原子操作类LongAdder 93

4.2.1 LongAdder 简单介绍 93

4.2.2 LongAdder 代码分析 95

4.2.3 小结 101

4.3 LongAccumulator 类原理探究 102

4.4 总结 104

第5 章 Java 并发包中并发List 源码剖析 105

5.1 介绍 105

5.2 主要方法源码解析 106

5.2.1 初始化 106

5.2.2 添加元素 106

5.2.3 获取指定位置元素 108

5.2.4 修改指定元素 109

5.2.5 删除元素 110

5.2.6 弱一致性的迭代器 111

5.3 总结 114

第6 章 Java 并发包中锁原理剖析 115

6.1 LockSupport 工具类 115

6.2 抽象同步队列AQS 概述 122

6.2.1 AQS——锁的底层支持 122

6.2.2 AQS——条件变量的支持 128

6.2.3 基于AQS 实现自定义同步器 131

6.3 独占锁ReentrantLock 的原理 136

6.3.1 类图结构 136

6.3.2 获取锁 137

6.3.3 释放锁 142

6.3.4 案例介绍 143

6.3.5 小结 145

?6.4 读写锁ReentrantReadWriteLock 的原理 145

6.4.1 类图结构 145

6.4.2 写锁的获取与释放 147

6.4.3 读锁的获取与释放 151

6.4.4 案例介绍 156

6.4.5 小结 158

6.5 JDK 8 中新增的StampedLock 锁探究 158

6.5.1 概述 158

6.5.2 案例介绍 160

6.5.3 小结 164

第7 章 Java 并发包中并发队列原理剖析 165

7.1 ConcurrentLinkedQueue 原理探究 165

7.1.1 类图结构 165

7.1.2 ConcurrentLinkedQueue 原理介绍 166

7.1.3 小结 181

7.2 LinkedBlockingQueue 原理探究 182

7.2.1 类图结构 182

7.2.2 LinkedBlockingQueue 原理介绍 185

7.2.3 小结 194

7.3 ArrayBlockingQueue 原理探究 195

7.3.1 类图结构 195

7.3.2 ArrayBlockingQueue 原理介绍 197

7.3.3 小结 202

7.4 PriorityBlockingQueue 原理探究 203

7.4.1 介绍 203

7.4.2 PriorityBlockingQueue 类图结构 203

7.4.3 原理介绍 205

7.4.4 案例介绍 214

7.4.5 小结 216

7.5 DelayQueue 原理探究 217

7.5.1 DelayQueue 类图结构 217

7.5.2 主要函数原理讲解 219

7.5.3 案例介绍 222

7.5.4 小结 224

第8 章 Java 并发包中线程池ThreadPoolExecutor 原理探究 225

8.1 介绍 225

8.2 类图介绍 225

8.3 源码分析 230

8.3.1 public void execute(Runnable command) 230

8.3.2 工作线程Worker 的执行 235

8.3.3 shutdown 操作 238

8.3.4 shutdownNow 操作 240

8.3.5 awaitTermination 操作 241

8.4 总结 242

第9 章 Java 并发包中ScheduledThreadPoolExecutor 原理探究 243

9.1 介绍 243

9.2 类图介绍 243

9.3 原理剖析 245

9.3.1 schedule(Runnable command, long delay,TimeUnit unit) 方法 246

9.3.2 scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay, long delay,TimeUnit unit) 方法 252

9.3.3 scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit) 方法 254

9.4 总结 255

第10 章 Java 并发包中线程同步器原理剖析 256

10.1 CountDownLatch 原理剖析 256

10.1.1 案例介绍 256

10.1.2 实现原理探究 259

10.1.3 小结 263

10.2 回环屏障CyclicBarrier 原理探究 264

10.2.1 案例介绍 264

10.2.2 实现原理探究 268

10.2.3 小结 272

?10.3 信号量Semaphore 原理探究 272

10.3.1 案例介绍 272

10.3.2 实现原理探究 276

10.3.3 小结 281

10.4 总结 281

第三部分 Java 并发编程实践篇

第11 章 并发编程实践 284

11.1 ArrayBlockingQueue 的使用 284

11.1.1 异步日志打印模型概述 284

11.1.2 异步日志与具体实现 285

11.1.3 小结 293

11.2 Tomcat 的NioEndPoint 中ConcurrentLinkedQueue 的使用 293

11.2.1 生产者——Acceptor 线程 294

11.2.2 消费者——Poller 线程 298

11.2.3 小结 300

11.3 并发组件ConcurrentHashMap 使用注意事项 300

11.4 SimpleDateFormat 是线程不安全的 304

11.4.1 问题复现 304

11.4.2 问题分析 305

11.4.3 小结 309

11.5 使用Timer 时需要注意的事情 309

11.5.1 问题的产生 309

11.5.2 Timer 实现原理分析 310

11.5.3 小结 313

11.6 对需要复用但是会被下游修改的参数要进行深复制 314

11.6.1 问题的产生 314

11.6.2 问题分析 316

11.6.3 小结 318

11.7 创建线程和线程池时要指定与业务相关的名称 319

11.7.1 创建线程需要有线程名 319

11.7.2 创建线程池时也需要指定线程池的名称 321

11.7.3 小结 325

11.8 使用线程池的情况下当程序结束时记得调用shutdown 关闭线程池 325

11.8.1 问题复现 325

11.8.2 问题分析 327

11.8.3 小结 329

11.9 线程池使用FutureTask 时需要注意的事情 329

11.9.1 问题复现 329

11.9.2 问题分析 332

11.9.3 小结 335

11.10 使用ThreadLocal 不当可能会导致内存泄漏 336

11.10.1 为何会出现内存泄漏 336

11.10.2 在线程池中使用ThreadLocal 导致的内存泄漏 339

11.10.3 在Tomcat 的Servlet 中使用ThreadLocal 导致内存泄漏 341

11.10.4 小结 344

11.11 总结 344

四、现货链接

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加多

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高级 Java 攻城狮 at 阿里巴巴
加多,目前就职于阿里巴巴,热衷并发编程、ClassLoader,Spring等开源框架,分布式RPC框架dubbo,springcloud等;爱好音乐,运动。微信公众号:技术原始积累。知识星球账号:技术原始积累
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