书籍详情
Java并发编程的艺术（第2版）
作者：方腾飞 魏鹏 程晓明
出版社：机械工业出版社
出版时间：2023-12-01
ISBN：9787111737971
定价：¥109.00
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内容简介
内容简介本书是Java并发编程领域公认的标准性著作，第1版自2015年出版以来，累计印刷23次，销售超过10万册，全网读者评论超过40000条，口碑爆棚。第2版在第1版的良好基础上，与时具进，反映了Java技术的最新发展；去芜存菁：处理了广大读者反馈的问题；博采众长：吸收了行业专家的宝贵建议；厚积薄发，融入了作者近8年在Java并发编程方面积累的新技术和新经验。新增和修订的内容超过50%，无论是理论、方法还是实践，都有了大幅度的提升。本书从并发编程的底层实现机制入手，围绕JDK源码、JVM、CPU等多角度详细介绍了设计Java并发程序的框架、原理、核心技术、设计模式与应用，同时辅以丰富的示例代码，使得开发人员能够更快地领悟Java并发编程的要领，利用Java平台的基础并发功能快速地构建大规模的并发应用。本书具体包含如下核心内容：？Java并发编程的基础：线程。？Java并发编程的挑战及其解决思路。？Java 并发编程的底层实现原理，在CPU和JVM层面如何实现并发编程。 ？Java 的内存模型。？Java 并发包中与锁相关的API和组件，以及它们的使用方式与实现细节。？Java 中并发容器的实现原理，领略大师的设计技巧。 ？Java 中的原子操作类和并发工具类。？Java 中的线程池实现原理和使用建议。 ？Executor 框架的整体结构和成员组件。 ？并发编程的实战案例，以及排查并发编程问题的方法。 ？分布式编程的原则、范式以及常见分布式协议。 ？分布式锁以及如何在分布式环境下进行并发控制。 ？常见的分布式系统架构，以及多个场景的分布式架构方案。此外，本书还是一本关于如何高效地进行分布式编程的实践指南，提供了很多实用的分布式编程技巧和工具，让读者更好地应对分布式编程挑战，掌握Java生态在分布式领域的新编程范式。
作者简介
方腾飞（花名：清英；英文名：kiral）蚂蚁集团高级技术专家，目前在信贷事业群负责花呗分期技术。15年以上Java研发经验，拥有8年以上团队管理经验，9年互联网金融研发经验，先后负责过小微融资、供应链金融和消费信贷等技术研发项目。利用业余时间创办了并发编程网（ifeve.com）和微信公众号ifeves，组织发表并翻译了数百篇优秀技术文章。魏鹏阿里巴巴集团原高级技术专家，曾担任新零售业务和中间件架构师，主导交易系统服务化工作。从事（后负责）Java应用容器Pandora和服务框架HSF的相关工作，其中Java应用容器Pandora是阿里巴巴中间件运行的基础，而服务框架HSF则是阿里巴巴集团实现服务化的主要解决方案，二者在阿里巴巴拥有最为广泛的使用量。个人平时喜欢阅读技术书籍，翻译一些国外优秀文档，爱总结，喜分享，对Java应用容器、多线程编程、微服务架构以及分布式系统感兴趣。程晓明互联网公司资深架构师，目前从事大数据和基础架构方面的架构和开发工作。曾经从事过互联网电商的自研消息中间件开发，互联网电商的交易平台开发，JavaEE应用服务器开发等工作。技术方面比较关注并发编程与分布式系统，曾在InfoQ发表过《深入理解Java内存模型》系列技术文章。
目录
Contents目 录
赞 誉
前 言
第1章 Java并发编程基础 1
1.1 线程简介 1
1.1.1 什么是线程 1
1.1.2 为什么要使用多线程 2
1.1.3 线程优先级 3
1.1.4 线程的状态 4
1.1.5 Daemon线程 8
1.2 启动和终止线程 8
1.2.1 构造线程 9
1.2.2 启动线程 9
1.2.3 理解中断 9
1.2.4 过期的suspend()、resume()和
stop() 11
1.2.5 安全地终止线程 12
1.3 线程间通信 13
1.3.1 volatile和synchronized关键字 13
1.3.2 等待/通知机制 15
1.3.3 等待/通知的经典范式 18
1.3.4 管道输入/输出流 19
1.3.5 thread.join()的使用 20
1.3.6 ThreadLocal的使用 22
1.4 线程应用实例 23
1.4.1 等待超时模式 23
1.4.2 一个简单的数据库连接池示例 23
1.4.3 线程池技术及其示例 27
1.4.4 一个基于线程池技术的简单
Web服务器 30
1.5 本章小结 34
第2章 并发编程的挑战 35
2.1 上下文切换 35
2.1.1 多线程一定快吗 35
2.1.2 测试上下文切换次数和时长 37
2.1.3 如何减少上下文切换 37
2.1.4 减少上下文切换实战 38
2.2 死锁 39
2.3 资源限制的挑战 40
2.4 本章小结 41
第3章 Java并发机制的底层实现
原理 42
3.1 volatile的应用 42
3.2 synchronized的实现原理与应用 45
3.2.1 Java对象头 46
3.2.2 锁的升级与对比 47
3.3 原子操作的实现原理 50
3.4 本章小结 54
第4章 Java内存模型 55
4.1 Java内存模型基础 55
4.1.1 并发编程模型的两个关键
问题 55
4.1.2 Java内存模型的抽象结构 56
4.1.3 从源代码到指令序列的重
排序 57
4.1.4 并发编程模型的分类 58
4.1.5 happens-before简介 60
4.2 重排序 61
4.2.1 数据依赖性 62
4.2.2 as-if-serial语义 62
4.2.3 程序顺序规则 63
4.2.4 重排序对多线程的影响 63
4.3 顺序一致性 65
4.3.1 数据竞争与顺序一致性 65
4.3.2 顺序一致性内存模型 66
4.3.3 同步程序的顺序一致性效果 68
4.3.4 未同步程序的执行特性 69
4.4 volatile的内存语义 71
4.4.1 volatile的特性 72
4.4.2 volatile写-读建立的
happens-before关系 73
4.4.3 volatile写-读的内存语义 74
4.4.4 volatile内存语义的实现 76
4.4.5 JSR-133为什么要增强volatile的
内存语义 80
4.5 锁的内存语义 81
4.5.1 锁的释放-获取建立的
happens-before关系 81
4.5.2 锁的释放和获取的内存语义 81
4.5.3 锁内存语义的实现 83
4.5.4 concurrent包的实现 87
4.6 f?inal域的内存语义 89
4.6.1 f?inal域的重排序规则 89
4.6.2 写f?inal域的重排序规则 89
4.6.3 读f?inal域的重排序规则 90
4.6.4 f?inal域为引用类型 92
4.6.5 为什么f?inal引用不能在构造
函数中“逸出” 93
4.6.6 f?inal语义在处理器中的实现 94
4.6.7 JSR-133为什么要增强f?inal的
语义 95
4.7 happens-before 95
4.7.1 JMM的设计 95
4.7.2 happens-before的定义 97
4.7.3 happens-before规则 98
4.8 双重检查锁定与延迟初始化 100
4.8.1 双重检查锁定的由来 100
4.8.2 问题的根源 102
4.8.3 基于volatile的解决方案 104
4.8.4 基于类初始化的解决方案 105
4.9 Java内存模型综述 111
4.9.1 处理器的内存模型 111
4.9.2 各种内存模型之间的关系 112
4.9.3 JMM的内存可见性保证 114
4.9.4 JSR-133对旧内存模型的修补 115
4.10 JDK 9内存顺序模型 115
4.10.1 背景 115
4.10.2 Plain 116
4.10.3 Opaque 116
4.10.4 Release/Acquire 117
4.10.5 volatile 118
4.10.6 总结 118
4.11 本章小结 119
第5章 Java中的锁 120
5.1 Lock接口 120
5.2 队列同步器 122
5.2.1 队列同步器的接口与示例 122
5.2.2 队列同步器的实现分析 125
5.3 重入锁 136
5.4 读写锁 141
5.4.1 读写锁的接口与示例 141
5.4.2 读写锁的实现分析 143
5.5 StampedLock 146
5.5.1 StampedLock的接口与示例 147
5.5.2 StampedLock的实现分析 152
5.6 LockSupport工具 160
5.7 Condition接口 161
5.7.1 Condition的接口与示例 162
5.7.2 Condition的实现分析 164
5.8 本章小结 168
第6章 Java并发容器和框架 169
6.1 ConcurrentHashMap的实现
原理与使用 169
6.1.1 为什么要使用
ConcurrentHashMap 169
6.1.2 ConcurrentHashMap的结构 170
6.1.3 ConcurrentHashMap的
初始化 171
6.1.4 定位Segment 173
6.1.5 ConcurrentHashMap的操作 174
6.1.6 JDK 8中的
ConcurrentHashMap 175
6.2 ConcurrentLinkedQueue 175
6.2.1 ConcurrentLinkedQueue的
结构 176
6.2.2 入队列 176
6.2.3 出队列 179
6.3 Java中的阻塞队列 181
6.3.1 什么是阻塞队列 181
6.3.2 7个阻塞队列 182
6.3.3 阻塞队列的实现原理 186
6.4 Fork/Join框架 189
6.4.1 什么是Fork/Join框架 189
6.4.2 工作窃取算法 190
6.4.3 Fork/Join框架的设计 190
6.4.4 使用Fork/Join框架 191
6.4.5 Fork/Join框架的异常处理 192
6.4.6 Fork/Join框架的实现原理 193
6.5 本章小结 194
第7章 Java中的13个原子操作类 195
7.1 原子更新基本类型 195
7.2 原子更新数组类型 197
7.3 原子更新引用类型 198
7.4 原子更新字段类型 199
7.5 JDK 8中的原子更新新特性 200
7.6 本章小结 201
第8章 Java中的并发工具类 202
8.1 等待多线程完成的
CountDownLatch 202
8.2 同步屏障CyclicBarrier 204
8.2.1 CyclicBarrier简介 204
8.2.2 CyclicBarrier的应用场景 206
8.2.3 CyclicBarrier和
CountDownLatch的区别 208
8.3 控制并发线程数的Semaphore 209
8.4 线程间交换数据的Exchanger 210
8.5 本章小结 211
第9章 Java中的线程池 212
9.1 线程池的实现原理 212
9.2 线程池的使用 215
9.2.1 线程池的创建 215
9.2.2 向线程池提交任务 216
9.2.3 关闭线程池 217
9.2.4 合理地配置线程池 217
9.2.5 线程池的监控 218
9.3 本章小结 219
第10章 Executor框架 220
10.1 Executor框架简介 220
10.1.1 Executor框架的两级调度
模型 220
10.1.2 Executor框架的结构与成员 220
10.2 ThreadPoolExecutor详解 225
10.2.1 FixedThreadPool详解 225
10.2.2 SingleThreadExecutor
详解 226
10.2.3 CachedThreadPool详解 227
10.3 ScheduledThreadPoolExecutor
?详解 229
10.3.1 ScheduledThreadPoolExecutor的
运行机制 229
10.3.2 ScheduledThreadPoolExecutor的
实现 230
10.4 FutureTask详解 233
10.4.1 FutureTask简介 233
10.4.2 FutureTask的使用 235
10.4.3 JDK 6的FutureTask实现 236
10.4.4 JDK 8的FutureTask实现 238
10.5 本章小结 243
第11章 Java并发编程实践 244
11.1 生产者和消费者模式 244
11.1.1 生产者和消费者模式实战 245
11.1.2 多生产者和多消费者场景 247
11.1.3 线程池与生产者和消费者
模式 250
11.2 线上问题定位 250
11.3 性能测试 252
11.4 异步任务池 254
11.5 本章小结 256
第12章 分布式编程基础 257
12.1 分布式CAP原则 257
12.1.1 CAP原则简介 257
12.1.2 CAP原则证明 258
12.1.3 CAP原则思考 260
12.2 分布式事务：两阶段提交 262
12.2.1 分布式事务面临的挑战 262
12.2.2 拜占庭将军问题 263
12.2.3 两阶段提交协议 264
12.2.4 对两阶段提交的思考 265
12.3 分布式事务：TCC 266
12.3.1 TCC的主要优势 267
12.3.2 TCC的使用代价 269
12.3.3 支持TCC的Seata 270
12.3.4 一个基于Seata的参考
示例 273
12.4 分布式协议：RAFT 279
12.4.1 RAFT的运行流程 279
12.4.2 集群中断和恢复 280
12.5 分布式协议：Paxos 282
12.5.1 背景 282
12.5.2 Basic Paxos 285
12.5.3 Multi-Paxos 301
12.6 本章小结 306
第13章 分布式锁 308
13.1 什么是分布式锁 308
13.1.1 分布式锁的定义 308
13.1.2 使用分布式锁的原因 309
13.1.3 分布式锁的分类 309
13.2 实现分布式锁会遇到的问题 310
13.2.1 性能问题 311
13.2.2 正确性问题 313
13.2.3 可用性问题 313
13.2.4 成本问题 315
13.3 分布式锁框架 316
13.3.1 为什么需要分布式锁框架 317
13.3.2 分布式锁框架的组成 317
13.3.3 实现：基于Redis的
分布式锁 321
13.3.4 扩展：分布式锁访问日志 325
13.4 拉模式的分布式锁 327
13.4.1 什么是拉模式 327
13.4.2 拉模式需要注意的问题 329
13.4.3 Redis分布式锁实现 330
赞 誉
前 言
第1章 Java并发编程基础 1
1.1 线程简介 1
1.1.1 什么是线程 1
1.1.2 为什么要使用多线程 2
1.1.3 线程优先级 3
1.1.4 线程的状态 4
1.1.5 Daemon线程 8
1.2 启动和终止线程 8
1.2.1 构造线程 9
1.2.2 启动线程 9
1.2.3 理解中断 9
1.2.4 过期的suspend()、resume()和
stop() 11
1.2.5 安全地终止线程 12
1.3 线程间通信 13
1.3.1 volatile和synchronized关键字 13
1.3.2 等待/通知机制 15
1.3.3 等待/通知的经典范式 18
1.3.4 管道输入/输出流 19
1.3.5 thread.join()的使用 20
1.3.6 ThreadLocal的使用 22
1.4 线程应用实例 23
1.4.1 等待超时模式 23
1.4.2 一个简单的数据库连接池示例 23
1.4.3 线程池技术及其示例 27
1.4.4 一个基于线程池技术的简单
Web服务器 30
1.5 本章小结 34
第2章 并发编程的挑战 35
2.1 上下文切换 35
2.1.1 多线程一定快吗 35
2.1.2 测试上下文切换次数和时长 37
2.1.3 如何减少上下文切换 37
2.1.4 减少上下文切换实战 38
2.2 死锁 39
2.3 资源限制的挑战 40
2.4 本章小结 41
第3章 Java并发机制的底层实现
原理 42
3.1 volatile的应用 42
3.2 synchronized的实现原理与应用 45
3.2.1 Java对象头 46
3.2.2 锁的升级与对比 47
3.3 原子操作的实现原理 50
3.4 本章小结 54
第4章 Java内存模型 55
4.1 Java内存模型基础 55
4.1.1 并发编程模型的两个关键
问题 55
4.1.2 Java内存模型的抽象结构 56
4.1.3 从源代码到指令序列的重
排序 57
4.1.4 并发编程模型的分类 58
4.1.5 happens-before简介 60
4.2 重排序 61
4.2.1 数据依赖性 62
4.2.2 as-if-serial语义 62
4.2.3 程序顺序规则 63
4.2.4 重排序对多线程的影响 63
4.3 顺序一致性 65
4.3.1 数据竞争与顺序一致性 65
4.3.2 顺序一致性内存模型 66
4.3.3 同步程序的顺序一致性效果 68
4.3.4 未同步程序的执行特性 69
4.4 volatile的内存语义 71
4.4.1 volatile的特性 72
4.4.2 volatile写-读建立的
happens-before关系 73
4.4.3 volatile写-读的内存语义 74
4.4.4 volatile内存语义的实现 76
4.4.5 JSR-133为什么要增强volatile的
内存语义 80
4.5 锁的内存语义 81
4.5.1 锁的释放-获取建立的
happens-before关系 81
4.5.2 锁的释放和获取的内存语义 81
4.5.3 锁内存语义的实现 83
4.5.4 concurrent包的实现 87
4.6 f?inal域的内存语义 89
4.6.1 f?inal域的重排序规则 89
4.6.2 写f?inal域的重排序规则 89
4.6.3 读f?inal域的重排序规则 90
4.6.4 f?inal域为引用类型 92
4.6.5 为什么f?inal引用不能在构造
函数中“逸出” 93
4.6.6 f?inal语义在处理器中的实现 94
4.6.7 JSR-133为什么要增强f?inal的
语义 95
4.7 happens-before 95
4.7.1 JMM的设计 95
4.7.2 happens-before的定义 97
4.7.3 happens-before规则 98
4.8 双重检查锁定与延迟初始化 100
4.8.1 双重检查锁定的由来 100
4.8.2 问题的根源 102
4.8.3 基于volatile的解决方案 104
4.8.4 基于类初始化的解决方案 105
4.9 Java内存模型综述 111
4.9.1 处理器的内存模型 111
4.9.2 各种内存模型之间的关系 112
4.9.3 JMM的内存可见性保证 114
4.9.4 JSR-133对旧内存模型的修补 115
4.10 JDK 9内存顺序模型 115
4.10.1 背景 115
4.10.2 Plain 116
4.10.3 Opaque 116
4.10.4 Release/Acquire 117
4.10.5 volatile 118
4.10.6 总结 118
4.11 本章小结 119
第5章 Java中的锁 120
5.1 Lock接口 120
5.2 队列同步器 122
5.2.1 队列同步器的接口与示例 122
5.2.2 队列同步器的实现分析 125
5.3 重入锁 136
5.4 读写锁 141
5.4.1 读写锁的接口与示例 141
5.4.2 读写锁的实现分析 143
5.5 StampedLock 146
5.5.1 StampedLock的接口与示例 147
5.5.2 StampedLock的实现分析 152
5.6 LockSupport工具 160
5.7 Condition接口 161
5.7.1 Condition的接口与示例 162
5.7.2 Condition的实现分析 164
5.8 本章小结 168
第6章 Java并发容器和框架 169
6.1 ConcurrentHashMap的实现
原理与使用 169
6.1.1 为什么要使用
ConcurrentHashMap 169
6.1.2 ConcurrentHashMap的结构 170
6.1.3 ConcurrentHashMap的
初始化 171
6.1.4 定位Segment 173
6.1.5 ConcurrentHashMap的操作 174
6.1.6 JDK 8中的
ConcurrentHashMap 175
6.2 ConcurrentLinkedQueue 175
6.2.1 ConcurrentLinkedQueue的
结构 176
6.2.2 入队列 176
6.2.3 出队列 179
6.3 Java中的阻塞队列 181
6.3.1 什么是阻塞队列 181
6.3.2 7个阻塞队列 182
6.3.3 阻塞队列的实现原理 186
6.4 Fork/Join框架 189
6.4.1 什么是Fork/Join框架 189
6.4.2 工作窃取算法 190
6.4.3 Fork/Join框架的设计 190
6.4.4 使用Fork/Join框架 191
6.4.5 Fork/Join框架的异常处理 192
6.4.6 Fork/Join框架的实现原理 193
6.5 本章小结 194
第7章 Java中的13个原子操作类 195
7.1 原子更新基本类型 195
7.2 原子更新数组类型 197
7.3 原子更新引用类型 198
7.4 原子更新字段类型 199
7.5 JDK 8中的原子更新新特性 200
7.6 本章小结 201
第8章 Java中的并发工具类 202
8.1 等待多线程完成的
CountDownLatch 202
8.2 同步屏障CyclicBarrier 204
8.2.1 CyclicBarrier简介 204
8.2.2 CyclicBarrier的应用场景 206
8.2.3 CyclicBarrier和
CountDownLatch的区别 208
8.3 控制并发线程数的Semaphore 209
8.4 线程间交换数据的Exchanger 210
8.5 本章小结 211
第9章 Java中的线程池 212
9.1 线程池的实现原理 212
9.2 线程池的使用 215
9.2.1 线程池的创建 215
9.2.2 向线程池提交任务 216
9.2.3 关闭线程池 217
9.2.4 合理地配置线程池 217
9.2.5 线程池的监控 218
9.3 本章小结 219
第10章 Executor框架 220
10.1 Executor框架简介 220
10.1.1 Executor框架的两级调度
模型 220
10.1.2 Executor框架的结构与成员 220
10.2 ThreadPoolExecutor详解 225
10.2.1 FixedThreadPool详解 225
10.2.2 SingleThreadExecutor
详解 226
10.2.3 CachedThreadPool详解 227
10.3 ScheduledThreadPoolExecutor
?详解 229
10.3.1 ScheduledThreadPoolExecutor的
运行机制 229
10.3.2 ScheduledThreadPoolExecutor的
实现 230
10.4 FutureTask详解 233
10.4.1 FutureTask简介 233
10.4.2 FutureTask的使用 235
10.4.3 JDK 6的FutureTask实现 236
10.4.4 JDK 8的FutureTask实现 238
10.5 本章小结 243
第11章 Java并发编程实践 244
11.1 生产者和消费者模式 244
11.1.1 生产者和消费者模式实战 245
11.1.2 多生产者和多消费者场景 247
11.1.3 线程池与生产者和消费者
模式 250
11.2 线上问题定位 250
11.3 性能测试 252
11.4 异步任务池 254
11.5 本章小结 256
第12章 分布式编程基础 257
12.1 分布式CAP原则 257
12.1.1 CAP原则简介 257
12.1.2 CAP原则证明 258
12.1.3 CAP原则思考 260
12.2 分布式事务：两阶段提交 262
12.2.1 分布式事务面临的挑战 262
12.2.2 拜占庭将军问题 263
12.2.3 两阶段提交协议 264
12.2.4 对两阶段提交的思考 265
12.3 分布式事务：TCC 266
12.3.1 TCC的主要优势 267
12.3.2 TCC的使用代价 269
12.3.3 支持TCC的Seata 270
12.3.4 一个基于Seata的参考
示例 273
12.4 分布式协议：RAFT 279
12.4.1 RAFT的运行流程 279
12.4.2 集群中断和恢复 280
12.5 分布式协议：Paxos 282
12.5.1 背景 282
12.5.2 Basic Paxos 285
12.5.3 Multi-Paxos 301
12.6 本章小结 306
第13章 分布式锁 308
13.1 什么是分布式锁 308
13.1.1 分布式锁的定义 308
13.1.2 使用分布式锁的原因 309
13.1.3 分布式锁的分类 309
13.2 实现分布式锁会遇到的问题 310
13.2.1 性能问题 311
13.2.2 正确性问题 313
13.2.3 可用性问题 313
13.2.4 成本问题 315
13.3 分布式锁框架 316
13.3.1 为什么需要分布式锁框架 317
13.3.2 分布式锁框架的组成 317
13.3.3 实现：基于Redis的
分布式锁 321
13.3.4 扩展：分布式锁访问日志 325
13.4 拉模式的分布式锁 327
13.4.1 什么是拉模式 327
13.4.2 拉模式需要注意的问题 329
13.4.3 Redis分布式锁实现 330
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