实战Java高并发程序设计(第2版)

图书标准信息

• 作者 葛一鸣
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2018-10
• 版次 2
• ISBN 9787121350030
• 定价 89.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 416页
• 字数 100千字

【内容简介】

在单核CPU时代，单任务在一个时间点只能执行单一程序，随着多核CPU的发展，并行程序开发变得尤为重要。本书主要介绍基于Java的并行程序设计基础、思路、方法和实战。*，立足于并发程序基础，详细介绍Java进行并行程序设计的基本方法。第二，进一步详细介绍了JDK对并行程序的强大支持，帮助读者快速、稳健地进行并行程序开发。第三，详细讨论了“锁”的优化和提高并行程序性能级别的方法和思路。第四，介绍了并行的基本设计模式，以及Java 8/9/10对并行程序的支持和改进。第五，介绍了高并发框架Akka的使用方法。第六，详细介绍了并行程序的调试方法。第七，分析Jetty代码并给出一些其在高并发优化方面的例子。本书内容丰富，实例典型，实用性强，适合有一定Java基础的技术开发人员阅读。

【作者简介】

葛一鸣：炼数成金特约讲师，国家认证系统分析师，获得Oracle OCP认证。长期从事Java软件开发工作，对Java程序设计、JVM有深入研究，对设计模式、人工智能、神经网络、数据挖掘等技术有浓厚兴趣，著有《实战Java虚拟机》一书，目前在Dataguru开设多门课程，包括Java并发、JVM、Git等。

【目录】

目　　录

第1章　走入并行世界1

1.1　何去何从的并行计算1

1.1.1　忘掉那该死的并行2

1.1.2　可怕的现实：摩尔定律的失效4

1.1.3　柳暗花明：不断地前进5

1.1.4　光明或是黑暗6

1.2　你必须知道的几个概念7

1.2.1　同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）7

1.2.2　并发（Concurrency）和并行（Parallelism）8

1.2.3　临界区9

1.2.4　阻塞（Blocking）和非阻塞（Non-Blocking）9

1.2.5　死锁（Deadlock）、饥饿（Starvation）和活锁（Livelock）10

1.3　并发级别11

1.3.1　阻塞11

1.3.2　无饥饿（Starvation-Free）11

1.3.3　无障碍（Obstruction-Free）12

1.3.4　无锁（Lock-Free）13

1.3.5　无等待（Wait-Free）13

1.4　有关并行的两个重要定律14

1.4.1　Amdahl定律14

1.4.2　Gustafson定律16

1.4.3　是否相互矛盾17

1.5　回到Java：JMM18

1.5.1　原子性（Atomicity）18

1.5.2　可见性（Visibility）20

1.5.3　有序性（Ordering）22

1.5.4　哪些指令不能重排：Happen-Before规则27

第2章　Java并行程序基础29

2.1　有关线程你必须知道的事29

2.2　初始线程：线程的基本操作32

2.2.1　新建线程32

2.2.2　终止线程34

2.2.3　线程中断38

2.2.4　等待（wait）和通知（notify）41

2.2.5　挂起（suspend）和继续执行（resume）线程45

2.2.6　等待线程结束（join）和谦让（yeild）49

2.3　volatile与Java内存模型（JMM）50

2.4　分门别类的管理：线程组53

2.5　驻守后台：守护线程（Daemon）54

2.6　先做重要的事：线程优先级56

2.7　线程安全的概念与关键字synchronized57

2.8　程序中的幽灵：隐蔽的错误61

2.8.1　无提示的错误案例62

2.8.2　并发下的ArrayList63

2.8.3　并发下诡异的HashMap64

2.8.4　初学者常见的问题：错误的加锁67

第3章　JDK并发包71

3.1　多线程的团队协作：同步控制71

3.1.1　关键字synchronized的功能扩展：重入锁72

3.1.2　重入锁的好搭档：Condition81

3.1.3　允许多个线程同时访问：信号量（Semaphore）85

3.1.4　ReadWriteLock读写锁86

3.1.5　倒计数器：CountDownLatch89

3.1.6　循环栅栏：CyclicBarrier91

3.1.7　线程阻塞工具类：LockSupport94

3.1.8  Guava和RateLimiter限流98

3.2　线程复用：线程池101

3.2.1　什么是线程池102

3.2.2　不要重复发明轮子：JDK对线程池的支持102

3.2.3　刨根究底：核心线程池的内部实现108

3.2.4　超负载了怎么办：拒绝策略112

3.2.5　自定义线程创建：ThreadFactory115

3.2.6　我的应用我做主：扩展线程池116

3.2.7　合理的选择：优化线程池线程数量119

3.2.8　堆栈去哪里了：在线程池中寻找堆栈120

3.2.9　分而治之：Fork/Join框架124

3.2.10　Guava中对线程池的扩展128

3.3　不要重复发明轮子：JDK的并发容器130

3.3.1　超好用的工具类：并发集合简介130

3.3.2　线程安全的HashMap131

3.3.3　有关List的线程安全132

3.3.4　高效读写的队列：深度剖析ConcurrentLinkedQueue类132

3.3.5　高效读取：不变模式下的CopyOnWriteArrayList类138

3.3.6　数据共享通道：BlockingQueue139

3.3.7　随机数据结构：跳表（SkipList）144

3.4　使用JMH进行性能测试146

3.4.1　什么是JMH147

3.4.2　Hello JMH147

3.4.3　JMH的基本概念和配置150

3.4.4　理解JMH中的Mode151

3.4.5　理解JMH中的State153

3.4.6　有关性能的一些思考154

3.4.7　CopyOnWriteArrayList类与ConcurrentLinkedQueue类157

第4章　锁的优化及注意事项161

4.1　有助于提高锁性能的几点建议162

4.1.1　减少锁持有时间162

4.1.2　减小锁粒度163

4.1.3　用读写分离锁来替换独占锁165

4.1.4　锁分离165

4.1.5　锁粗化168

4.2　Java虚拟机对锁优化所做的努力169

4.2.1　锁偏向169

4.2.2　轻量级锁169

4.2.3　自旋锁170

4.2.4　锁消除170

4.3　人手一支笔：ThreadLocal171

4.3.1　ThreadLocal的简单使用171

4.3.2　ThreadLocal的实现原理173

4.3.3　对性能有何帮助179

4.4　无锁182

4.4.1　与众不同的并发策略：比较交换182

4.4.2　无锁的线程安全整数：AtomicInteger183

4.4.3　Java中的指针：Unsafe类185

4.4.4　无锁的对象引用：AtomicReference187

4.4.5　带有时间戳的对象引用：AtomicStampedReference190

4.4.6　数组也能无锁：AtomicIntegerArray193

4.4.7　让普通变量也享受原子操作：AtomicIntegerFieldUpdater194

4.4.8　挑战无锁算法：无锁的Vector实现196

4.4.9　让线程之间互相帮助：细看SynchronousQueue的实现201

4.5　有关死锁的问题205

第5章　并行模式与算法209

5.1　探讨单例模式209

5.2　不变模式213

5.3　生产者-消费者模式215

5.4　高性能的生产者-消费者模式：无锁的实现220

5.4.1　无锁的缓存框架：Disruptor221

5.4.2　用Disruptor框架实现生产者-消费者模式的案例222

5.4.3　提高消费者的响应时间：选择合适的策略225

5.4.4　CPU Cache的优化：解决伪共享问题226

5.5　Future模式230

5.5.1　Future模式的主要角色232

5.5.2　Future模式的简单实现233

5.5.3　JDK中的Future模式236

5.5.4　Guava对Future模式的支持238

5.6　并行流水线240

5.7　并行搜索244

5.8　并行排序246

5.8.1　分离数据相关性：奇偶交换排序246

5.8.2　改进的插入排序：希尔排序250

5.9　并行算法：矩阵乘法254

5.10　准备好了再通知我：网络NIO258

5.10.1　基于Socket的服务端多线程模式259

5.10.2　使用NIO进行网络编程264

5.10.3　使用NIO来实现客户端272

5.11　读完了再通知我：AIO274

5.11.1　AIO EchoServer的实现275

5.11.2　AIO Echo客户端的实现277

第6章　Java 8/9/10与并发281

6.1　Java 8的函数式编程简介281

6.1.1　函数作为一等公民282

6.1.2　无副作用283

6.1.3　声明式的（Declarative）283

6.1.4　不变的对象284

6.1.5　易于并行284

6.1.6　更少的代码284

6.2　函数式编程基础285

6.2.1　FunctionalInterface注释285

6.2.2　接口默认方法286

6.2.3　lambda表达式290

6.2.4　方法引用291

6.3　一步一步走入函数式编程293

6.4　并行流与并行排序298

6.4.1　使用并行流过滤数据298

6.4.2　从集合得到并行流299

6.4.3　并行排序299

6.5　增强的Future：CompletableFuture300

6.5.1　完成了就通知我300

6.5.2　异步执行任务301

6.5.3　流式调用303

6.5.4　CompletableFuture中的异常处理303

6.5.5　组合多个CompletableFuture304

6.5.6　支持timeout的 CompletableFuture306

6.6　读写锁的改进：StampedLock306

6.6.1　StampedLock使用示例307

6.6.2　StampedLock的小陷阱308

6.6.3　有关StampedLock的实现思想310

6.7　原子类的增强313

6.7.1　更快的原子类：LongAdder314

6.7.2　LongAdder功能的增强版：LongAccumulator320

6.8　ConcurrentHashMap的增强321

6.8.1　foreach操作321

6.8.2　reduce操作321

6.8.3　条件插入322

6.8.4　search操作323

6.8.5　其他新方法324

6.9　发布和订阅模式324

6.9.1  简单的发布订阅例子326

6.9.2  数据处理链328

第7章　使用Akka构建高并发程序331

7.1　新并发模型：Actor332

7.2　Akka之Hello World332

7.3　有关消息投递的一些说明336

7.4　Actor的生命周期337

7.5　监督策略341

7.6　选择Actor346

7.7　消息收件箱（Inbox）346

7.8　消息路由348

7.9　Actor的内置状态转换351

7.10　询问模式：Actor中的Future354

7.11　多个Actor同时修改数据：Agent356

7.12　像数据库一样操作内存数据：软件事务内存359

7.13　一个有趣的例子：并发粒子群的实现363

7.13.1　什么是粒子群算法364

7.13.2　粒子群算法的计算过程364

7.13.3　粒子群算法能做什么366

7.13.4　使用Akka实现粒子群367

第8章　并行程序调试375

8.1　准备实验样本375

8.2　正式起航376

8.3　挂起整个虚拟机379

8.4　调试进入ArrayList内部380

第9章　多线程优化示例—Jetty核心代码分析385

9.1　Jetty简介与架构385

9.2　Jetty服务器初始化387

9.2.1　初始化线程池387

9.2.2　初始化ScheduledExecutorScheduler389

9.2.3　初始化ByteBufferPool390

9.2.4　维护ConnectionFactory393

9.2.5　计算ServerConnector的线程数量394

9.3　启动Jetty服务器394

9.3.1　设置启动状态394

9.3.2　注册ShutdownMonitor395

9.3.3　计算系统的线程数量395

9.3.4　启动QueuedThreadPool396

9.3.5　启动Connector396

9.4　处理HTTP请求399

9.4.1　Accept成功399

9.4.2　请求处理401