Java并发编程深度解析与实战

图书标准信息

• 作者 谭锋（Mic）
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2021-10
• 版次 1
• ISBN 9787121421365
• 定价 118.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 508页
• 字数 746.7千字

【内容简介】

本书涵盖Java并发编程体系的核心库和核心类使用及原理分析，具体包括线程、synchronized、volatile、J.U.C中的重入锁和读写锁、并发中的条件等待机制、J.U.C并发工具集、深度探索并发编程不得不知的工具、阻塞队列、并发安全集合、线程池、异步编程特性等。书中针对每一个技术点，纵向分析相关的所有内容，并且对相关知识点进行了非常详细的说明，同时站在架构实践的角度来看待并发，通过大量实战案例让读者理解各类技术在实际应用中的使用方法。
  作者花了4年时间投入了大量精力对并发编程领域做了深入的研究，将自己13年Java开发及架构经验融入了书中，对于各位读者来说，这应该是一本非常值得阅读的图书。

【作者简介】

谭锋，网名Mic。   咕泡学院联合创始人，2017年开始创业，至今已有4年多时间。拥有13年Java开发及架构经验，其中有4年授课经验，培养了3万多名学员，学员遍布一二线主流互联网企业。   曾就职于中国电信、平安支付、挖财等公司担任业务架构师，在平安支付主导了基于Dubbo的服务化架构设计和落地，在挖财推动了基于Spring Boot微服务化架构的改造。因此对于微服务架构、高并发架构有非常深入的研究，以及丰富的实践经验。   目前担任教学总监一职，负责微服务及高并发领域的课程研发和设计。

【目录】

目　　录

第1章　Java线程的实践及原理揭秘1

1.1　如何理解系统并发1

1.2　系统如何支撑高并发2

1.3　线程的前世今生3

1.3.1　大白话理解进程和线程3

1.3.2　线程的核心价值5

1.3.3　如何理解并发和并行6

1.4　在Java中如何使用多线程6

1.4.1　实现Runnable接口创建线程6

1.4.2　继承Thread类创建线程7

1.4.3　实现Callable接口并创建带返回值的线程7

1.5　多线程如何应用到实际场景8

1.5.1　ServerSocket9

1.5.2　SocketThread10

1.6　多线程的基本原理11

1.7　线程的运行状态11

1.7.1　线程运行状态演示12

1.7.2　线程运行状态流转图14

1.8　如何正确终止线程15

1.8.1　关于安全中断线程的思考17

1.8.2　安全中断线程之interrupt17

1.8.3　如何中断处于阻塞状态下的线程18

1.8.4　interrupt()方法的实现原理21

1.9　理解上下文切换带来的性能影响24

1.9.1　上下文切换带来的问题25

1.9.2　什么是上下文切换27

1.9.3　如何减少上下文切换29

1.10　揭秘守护线程30

1.10.1　守护线程的应用场景32

1.10.2　守护线程使用注意事项32

1.11　快速定位并解决线程导致的生产问题33

1.11.1　死锁导致请求无法响应35

1.11.2　CPU占用率很高，响应很慢36

1.12　本章小结38

第2章　深度揭秘synchronized实现原理39

2.1　揭秘多线程环境下的原子性问题40

2.1.1　深入分析原子性问题的本质41

2.1.2　关于原子性问题的解决办法43

2.2　Java中的synchronized同步锁44

2.2.1　synchronized的使用方法44

2.2.2　了解synchronized同步锁的作用范围45

2.3　关于synchronized同步锁的思考49

2.4　synchronzied同步锁标记存储分析49

2.4.1　揭秘Mark Word的存储结构50

2.4.2　图解分析对象的实际存储52

2.4.3　通过ClassLayout查看对象内存布局53

2.4.4　Hotspot虚拟机中对象存储的源码57

2.5　synchronized的锁类型59

2.5.1　偏向锁的原理分析60

2.5.2　轻量级锁的原理分析64

2.5.3　重量级锁的原理分析65

2.6　关于CAS机制的实现原理分析68

2.6.1　CAS在AtomicInteger中的应用70

2.6.2　CAS实现自旋锁72

2.6.3　CAS在JVM中的实现原理分析73

2.7　锁升级的实现流程76

2.7.1　偏向锁的实现原理77

2.7.2　轻量级锁的实现原理82

2.7.3　重量级锁的实现原理86

2.8　synchronized使用不当带来的死锁问题89

2.8.1　死锁的案例分析90

2.8.2　死锁产生的必要条件92

2.8.3　如何解决死锁问题92

2.9　本章小结96

第3章　volatile为什么能解决可见性和有序性问题97

3.1　关于线程的可见性问题分析97

3.1.1　思考导致问题的原因98

3.1.2　volatile关键字解决可见性问题99

3.2　深度理解可见性问题的本质100

3.2.1　如何化提升CPU利用率100

3.2.2　详述CPU高速缓存101

3.2.3　CPU缓存一致性问题107

3.2.4　总结可见性问题的本质111

3.3　volatile如何解决可见性问题112

3.4　指令重排序导致的可见性问题113

3.4.1　什么是指令重排序114

3.4.2　as-if-serial语义116

3.5　从CPU层面深度剖析指令重排序的本质117

3.5.1　CPU优化—Store Buffers117

3.5.2　CPU优化—Store Forwarding119

3.5.3　CPU优化—Invalidate Queues122

3.6　通过内存屏障解决内存系统重排序问题125

3.6.1　内存屏障详解125

3.6.2　通过内存屏障防止重排序127

3.6.3　不同CPU的重排序规则128

3.6.4　总结CPU层面的可见性问题129

3.7　Java Memory Mode129

3.7.1　从JVM和硬件层面理解Java Memory Mode130

3.7.2　JVM提供的内存屏障指令133

3.8　揭秘volatile实现原理136

3.9　Happens-Before模型138

3.9.1　程序顺序规则138

3.9.2　传递性规则139

3.9.3　volatile变量规则139

3.9.4　监视器锁规则140

3.9.5  start规则141

3.9.6　join规则141

3.10　本章小结142

第4章　深入浅出分析J.U.C中的重入锁和读写锁143

4.1　J.U.C中与锁相关的API143

4.1.1　ReentrantLock的基本应用144

4.1.2　ReentrantReadWriteLock的基本应用145

4.1.3　StampedLock的基本应用147

4.2　ReentrantLock的设计猜想149

4.2.1　锁的互斥，必须要竞争同一个共享变量150

4.2.2　没有竞争到锁的线程，需要阻塞151

4.2.3　需要一个容器存储被阻塞的线程151

4.3　ReentrantLock实现原理分析151

4.4　AbstractQueuedSynchronizer152

4.5　ReentrantLock源码分析154

4.5.1　ReentrantLock.lock()方法154

4.5.2　AbstractQueuedSynchronizer.acquire()方法156

4.5.3  NonfairSync.tryAcquire()方法156

4.5.4　ReentrantLock.nofairTryAcquire()方法157

4.5.5　AbstractQueuedSynchronizer.addWaiter()方法158

4.5.6　AQS.acquireQueued()方法159

4.6　ReentrantLock释放锁源码分析162

4.6.1　ReentrantLock.tryRelease()方法163

4.6.2　unparkSuccessor()方法163

4.6.3　释放锁的线程继续执行164

4.7　分析ReentrantReadWriteLock类的原理166

4.7.1　WriteLock锁竞争原理167

4.7.2　ReadLock锁竞争原理170

4.7.3　ReentrantReadWriteLock中的锁降级177

4.8　StampedLock的原理分析179

4.8.1　核心内部类分析180

4.8.2　StampedLock原理图解182

4.8.3　StampedLock锁升级184

4.9　本章小结187

第5章　从线程通信来窥探并发中的条件等待机制188

5.1　wait/notify189

5.1.1　wait()/notify()方法使用实战189

5.1.2　图解生产者/消费者192

5.1.3　wait()/notify()方法的原理193

5.1.4　wait()/notify()方法为什么要加同步锁195

5.2　通过Thread.join获取线程执行结果195

5.2.1　Thread.join()方法的执行流程196

5.2.2　Thread.join()方法的实现原理196

5.3　J.U.C中的条件控制Condition198

5.3.1　Condition的基本应用199

5.3.2　基于Condition的手写阻塞队列201

5.4　Condition的设计猜想203

5.5  Condition的源码分析203

5.5.1　Condition.await()方法204

5.5.2　Condition.signal()方法208

5.5.3　锁竞争成功后的执行流程210

5.6　本章小结213

第6章　J.U.C并发工具集实战及原理分析214

6.1　CountDownLatch简单介绍214

6.1.1　CountDownLatch的基本使用215

6.1.2  CountDownLatch运行流程216

6.1.3　如何落地到实际应用216

6.1.4　CountDownLatch的其他用法220

6.2　CountDownLatch底层原理221

6.2.1　让线程等待的await()方法到底做了什么222

6.2.2　深入分析countDown()方法源码224

6.2.3　线程被唤醒后的执行逻辑228

6.3　Semaphore230

6.3.1　Semaphore使用案例231

6.3.2　Semaphore方法及场景说明232

6.4　Semaphore原理分析233

6.4.1　Semaphore令牌获取过程分析233

6.4.2　Semaphore令牌释放过程分析236

6.5　CyclicBarrier237

6.5.1　CyclicBarrier的基本使用237

6.5.2　基本原理分析239

6.6　CyclicBarrier实现原理及源码239

6.6.1　await()方法241

6.6.2　reset()方法244

6.7　本章小结244

第7章　深度探索并发编程不得不知的工具245

7.1　初步认识ThreadLocal245

7.2　ThreadLocal的应用场景分析247

7.3　ThreadLocal解决SimpleDateFormat线程安全问题249

7.3.1  SimpleDateFormat线程安全问题的原理250

7.3.2　ThreadLocal实现线程安全性253

7.4　ThreadLocal实现原理分析254

7.4.1　set()方法源码分析255

7.4.2　get()方法源码分析265

7.4.3　ThreadLocal内存泄漏266

7.5　任务拆分与聚合Fork/Join269

7.5.1  Fork/Join的核心API说明269

7.5.2　Fork/Join的基本使用270

7.6  Fork/Join的实现原理272

7.6.1  WorkQueue的原理274

7.6.2  工作窃取算法275

7.7　Fork/Join的核心源码分析275

7.7.1  任务提交过程详解276

7.7.2　唤醒或者创建工作线程281

7.7.3　工作线程和工作队列的绑定283

7.7.4　ForkJoinWorkerThread运行过程285

7.8  使用Fork/Join解决实际问题286

7.8.1　项目结构说明286

7.8.2　ILoadDataProcessor287

7.8.3  AbstractLoadDataProcessor288

7.8.4　业务服务类288

7.8.5　Item聚合任务服务289

7.8.6  ComplexTradeTaskService291

7.8.7  测试代码292

7.9　本章小结293

第8章　深度剖析阻塞队列的设计原理及实现294

8.1　什么是阻塞队列294

8.2　Java中提供的阻塞队列295

8.3　阻塞队列中提供的方法296

8.4　阻塞队列的使用297

8.4.1　生产者/消费者模型代码297

8.4.2　图解阻塞队列实现原理299

8.5  阻塞队列应用实战299

8.5.1　基于阻塞队列的责任链源码300

8.5.2　阻塞队列实战场景总结304

8.6　详解J.U.C中阻塞队列的使用305

8.6.1　基于数组结构的阻塞队列ArrayBlockingQueue305

8.6.2　基于链表的阻塞队列LinkedBlockingQueue306

8.6.3　优先级阻塞队列PriorityBlockingQueue308

8.6.4　延迟阻塞队列DelayQueue310

8.6.5　无存储结构的阻塞队列SynchronousQueue314

8.6.6　阻塞队