《JAVA并发编程实战》笔记

第1章　简介 
1.1　并发简史 

1.2　线程的优势 
1.2.1　发挥多处理器的强大能力 
1.2.2　建模的简单性 
1.2.3　异步事件的简化处理 
1.2.4　响应更灵敏的用户界面 

1.3　线程带来的风险 
1.3.1　安全性问题 
1.3.2　活跃性问题 
1.3.3　性能问题 

1.4　线程无处不在 
第一部分　基础知识 
第2章　线程安全性 
2.1　什么是线程安全性 

2.2　原子性 

2.2.1　竞态条件 
2.2.2　示例：延迟初始化中的竞态条件 
2.2.3　复合操作 
2.3　加锁机制 
2.3.1　内置锁 
2.3.2　重入 
2.4　用锁来保护状态 
2.5　活跃性与性能 
第3章　对象的共享 
3.1　可见性 
3.1.1　失效数据 
3.1.2　非原子的64位操作 
3.1.3　加锁与可见性 
3.1.4　Volatile变量 
3.2　发布与逸出 
3.3　线程封闭 
3.3.1　Ad-hoc线程封闭 
3.3.2　栈封闭 
3.3.3　ThreadLocal类 
3.4　不变性 
3.4.1　Final域 
3.4.2　示例：使用Volatile类型来发布不可变对象 
3.5　安全发布 
3.5.1　不正确的发布：正确的对象被破坏 
3.5.2 　不可变对象与初始化安全性 
3.5.3　安全发布的常用模式 
3.5.4　事实不可变对象 
3.5.5　可变对象 
3.5.6　安全地共享对象 
第4章　对象的组合 
4.1　设计线程安全的类 
4.1.1　收集同步需求 
4.1.2　依赖状态的操作 
4.1.3　状态的所有权 
4.2　实例封闭 
4.2.1　Java监视器模式 
4.2.2　示例：车辆追踪 
4.3　线程安全性的委托 
4.3.1　示例：基于委托的车辆追踪器 
4.3.2　独立的状态变量 
4.3.3　当委托失效时 
4.3.4　发布底层的状态变量 
4.3.5　示例：发布状态的车辆追踪器 
4.4　在现有的线程安全类中添加功能 
4.4.1　客户端加锁机制 
4.4.2　组合 
4.5　将同步策略文档化 
第5章　基础构建模块 
5.1　同步容器类 
5.1.1　同步容器类的问题 
5.1.2　迭代器与Concurrent-ModificationException 
5.1.3　隐藏迭代器 
5.2　并发容器 
5.2.1　ConcurrentHashMap 
5.2.2　额外的原子Map操作 
5.2.3　CopyOnWriteArrayList 
5.3　阻塞队列和生产者-消费者模式 
5.3.1　示例：桌面搜索 
5.3.2　串行线程封闭 
5.3.3　双端队列与工作密取 
5.4　阻塞方法与中断方法 
5.5　同步工具类 
5.5.1　闭锁 
5.5.2　FutureTask 
5.5.3　信号量 
5.5.4　栅栏 
5.6　构建高效且可伸缩的结果缓存 
第二部分　结构化并发应用程序 
第6章　任务执行 
6.1　在线程中执行任务 
6.1.1　串行地执行任务 
6.1.2　显式地为任务创建线程 
6.1.3　无限制创建线程的不足 
6.2　Executor框架 
6.2.1　示例：基于Executor的Web服务器 
6.2.2　执行策略 
6.2.3　线程池 
6.2.4　Executor的生命周期 
6.2.5　延迟任务与周期任务 
6.3　找出可利用的并行性 
6.3.1　示例：串行的页面渲染器 
6.3.2　携带结果的任务Callable与Future 
6.3.3　示例：使用Future实现页面渲染器 
6.3.4　在异构任务并行化中存在的局限 
6.3.5　CompletionService:Executor与BlockingQueue 
6.3.6　示例：使用CompletionService实现页面渲染器 
6.3.7　为任务设置时限 
6.3.8　示例：旅行预定门户网站 
第7章　取消与关闭 
第8章　线程池的使用 
第9章　图形用户界面应用程序 
第三部分　活跃性、性能与测试 
第10章　避免活跃性危险 
第11章　性能与可伸缩性 
第12章　并发程序的测试 
第四部分　高级主题 
第13章　显式锁 
第14章　构建自定义的同步工具 
第15章　原子变量与非阻塞同步机制 
第16章　Java内存模型 

 

第2章　线程安全性 
2.1　什么是线程安全性 

　　线程安全：

　　当多个线程访问某个类时，不管运行时环境采用何种调度方式或者这些线程将如何交替执行，并且在主调代码中不需要任何额外的同步或协同，这个类就能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。

　　无状态对象：

　　既不包含任何域，也不包含任何其他类中域的引用的对象。无状态对象一定是线程安全的。

　　

2.2　原子性 　

　　原子性：

　　假定有两个操作A和B，如果从执行A的线程来看，当另一个线程执行B时，要么将B全部执行完，要么完全不执行B，那么A和B对彼此来说是原子的。　　

　　

2.2.1　竞态条件 　　

　　竞态条件：

　　当某个计算的正确性取决于多个线程的交替执行时序时，就会发生竞态条件。

　　本质是基于一种可能失效的观察结果来做出判断或者执行某个计算。

　　最常见的竞态条件类型就是“先检查后执行（Check-then-Act）”。

　　“读取-修改-写入”操作也是一种竞态条件。 

2.2.2　示例：延迟初始化中的竞态条件 
2.2.3　复合操作 

　　原子操作：

　　对于访问同一个状态的所有操作（包括操作本身）来说，这个操作是一个以原子方式执行的操作。

　　要保持状态的一致性，就需要在单个原子操作中更新所有相关的状态变量。　

2.3　加锁机制 
2.3.1　内置锁 　

　　JAVA提供了强制原子性的内置锁机制：synchronized块。

　　内置锁：

　　每个Java对象都可以用作一个实现同步的锁，这些锁被称为内置锁（Intrinsic Lock）或者监视器锁（Monitor Lock）。

　　内置锁是一种互斥锁，最多只有一个线程持有这个锁。　　

2.3.2　重入 

　　同步代码块（Synchronized Block）包括两部分：

　　一个作为锁的对象引用，一个作为由这个锁保护的代码块。

　　关键字Synchronized修饰方法就是一种同步代码块，锁就是方法调用所在的对象，静态的Synchronized方法以Class对象作为锁。

　　重入：

　　因为内置锁是可重入的，所以如果某个线程试图获得一个已经由它自己持有的锁，那么这个请求就会成功。

　　重入意味着获取锁的操作粒度是“线程”，而不是“调用”。

　　实现方式：为每个锁关联一个获取计数值和一个所有者线程。当计数值为0时，这个锁被认为没有被任何线程持有。当线程请求一个未被持有的锁时，JVM将记下锁的持有者，并且将获取计数值置为1。如果同一个线程再次获取这个锁，计数值将递增，而当线程退出同步代码块时，计数值减1。

　　重入提升了加锁行为的封装性，因此简化了面向对象并发代码的执行。

2.4　用锁来保护状态 
2.5　活跃性与性能 
第3章　对象的共享 
3.1　可见性 
3.1.1　失效数据 
3.1.2　非原子的64位操作 
3.1.3　加锁与可见性 
3.1.4　Volatile变量 
3.2　发布与逸出 
3.3　线程封闭 
3.3.1　Ad-hoc线程封闭 
3.3.2　栈封闭 
3.3.3　ThreadLocal类 
3.4　不变性 
3.4.1　Final域 
3.4.2　示例：使用Volatile类型来发布不可变对象 
3.5　安全发布 
3.5.1　不正确的发布：正确的对象被破坏 
3.5.2 　不可变对象与初始化安全性 
3.5.3　安全发布的常用模式 
3.5.4　事实不可变对象 
3.5.5　可变对象 
3.5.6　安全地共享对象 
第4章　对象的组合 
4.1　设计线程安全的类 
4.1.1　收集同步需求 
4.1.2　依赖状态的操作 
4.1.3　状态的所有权 
4.2　实例封闭 
4.2.1　Java监视器模式 
4.2.2　示例：车辆追踪 
4.3　线程安全性的委托 
4.3.1　示例：基于委托的车辆追踪器 
4.3.2　独立的状态变量 
4.3.3　当委托失效时 
4.3.4　发布底层的状态变量 
4.3.5　示例：发布状态的车辆追踪器 
4.4　在现有的线程安全类中添加功能 
4.4.1　客户端加锁机制 
4.4.2　组合 
4.5　将同步策略文档化 
第5章　基础构建模块 
5.1　同步容器类 
5.1.1　同步容器类的问题 
5.1.2　迭代器与Concurrent-ModificationException 
5.1.3　隐藏迭代器 
5.2　并发容器 
5.2.1　ConcurrentHashMap 
5.2.2　额外的原子Map操作 
5.2.3　CopyOnWriteArrayList 
5.3　阻塞队列和生产者-消费者模式 
5.3.1　示例：桌面搜索 
5.3.2　串行线程封闭 
5.3.3　双端队列与工作密取 
5.4　阻塞方法与中断方法 
5.5　同步工具类 
5.5.1　闭锁 
5.5.2　FutureTask 
5.5.3　信号量 
5.5.4　栅栏 
5.6　构建高效且可伸缩的结果缓存 
第二部分　结构化并发应用程序 
第6章　任务执行 
6.1　在线程中执行任务 
6.1.1　串行地执行任务 
6.1.2　显式地为任务创建线程 
6.1.3　无限制创建线程的不足 
6.2　Executor框架 
6.2.1　示例：基于Executor的Web服务器 
6.2.2　执行策略 
6.2.3　线程池 
6.2.4　Executor的生命周期 
6.2.5　延迟任务与周期任务 
6.3　找出可利用的并行性 
6.3.1　示例：串行的页面渲染器 
6.3.2　携带结果的任务Callable与Future 
6.3.3　示例：使用Future实现页面渲染器 
6.3.4　在异构任务并行化中存在的局限 
6.3.5　CompletionService:Executor与BlockingQueue 
6.3.6　示例：使用CompletionService实现页面渲染器 
6.3.7　为任务设置时限 
6.3.8　示例：旅行预定门户网站 
第7章　取消与关闭 
第8章　线程池的使用 
第9章　图形用户界面应用程序 
第三部分　活跃性、性能与测试 
第10章　避免活跃性危险 
第11章　性能与可伸缩性 
第12章　并发程序的测试 
第四部分　高级主题 
第13章　显式锁 
第14章　构建自定义的同步工具 
第15章　原子变量与非阻塞同步机制 
第16章　Java内存模型