Java多线程编程实战指南（设计模式篇）

内容概要

黄文海，2004年开始从事软件开发工作，近几年从事软件项目管理工作。在其工作过程中积累了丰富的技术指导经验和企业内部培训经验。曾在InfoQ中文站和IBM developerWorks上发表过十几篇技术、项目管理文章。

媒体评论

书籍目录

1章  Java多线程编程实战基础
1

1.1  无处不在的线程
1

1.2  线程的创建与运行
2

1.3  线程的状态与上下文切换
5

1.4  线程的监视
7

1.5  原子性、内存可见性和重排序——重新认识synchronized和volatile
10

1.6  线程的优势和风险
11

1.7  多线程编程常用术语
13

第2章  设计模式简介
17

2.1  设计模式及其作用
17

2.2  多线程设计模式简介
20

2.3  设计模式的描述
21

第3章  Immutable Object（不可变对象）模式
23

3.1  Immutable Object模式简介
23

3.2  Immutable Object模式的架构
25

3.3  Immutable Object模式实战案例
27

3.4  Immutable Object模式的评价与实现考量
31

3.5  Immutable Object模式的可复用实现代码
32

3.6  Java标准库实例
32

3.7  相关模式
34

3.7.1  Thread Specific Storage模式（第10章）
34

3.7.2  Serial Thread Confinement模式（第11章）
34

3.8  参考资源
34

第4章  Guarded Suspension（保护性暂挂）模式
35

4.1  Guarded Suspension模式简介
35

4.2  Guarded Suspension模式的架构
35

4.3  Guarded Suspension模式实战案例解析
39

4.4  Guarded Suspension模式的评价与实现考量
45

4.4.1  内存可见性和锁泄漏（Lock Leak）
46

4.4.2  线程过早被唤醒
46

4.4.3  嵌套监视器锁死
47

4.5  Guarded Suspension模式的可复用实现代码
50

4.6  Java标准库实例
50

4.7  相关模式
51

4.7.1  Promise模式（第6章）
51

4.7.2  Producer-Consumer模式（第7章）
51

4.8  参考资源
51

第5章  Two-phase Termination（两阶段终止）模式
52

5.1  Two-phase Termination模式简介
52

5.2  Two-phase Termination模式的架构
53

5.3  Two-phase Termination模式实战案例
56

5.4  Two-phase Termination模式的评价与实现考量
63

5.4.1  线程停止标志
63

5.4.2  生产者-消费者问题中的线程停止
64

5.4.3  隐藏而非暴露可停止的线程
65

5.5  Two-phase Termination模式的可复用实现代码
65

5.6  Java标准库实例
66

5.7  相关模式
66

5.7.1  Producer-Consumer模式（第7章）
66

5.7.2  Master-Slave模式（第12章）
66

5.8  参考资源
66

第6章  Promise（承诺）模式
67

6.1  Promise模式简介
67

6.2  Promise模式的架构
68

6.3  Promise模式实战案例解析
70

6.4  Promise模式的评价与实现考量
74

6.4.1  异步方法的异常处理
75

6.4.2  轮询（Polling）
75

6.4.3  异步任务的执行
75

6.5  Promise模式的可复用实现代码
77

6.6  Java标准库实例
77

6.7  相关模式
78

6.7.1  Guarded Suspension模式（第4章）
78

6.7.2  Active Object模式（第8章）
78

6.7.3  Master-Slave模式（第12章）
78

6.7.4  Factory Method模式
78

6.8  参考资源
79

第7章  Producer-Consumer（生产者/消费者）模式
80

7.1  Producer-Consumer模式简介
80

7.2  Producer-Consumer模式的架构
80

7.3  Producer-Consumer模式实战案例解析
83

7.4  Producer-Consumer模式的评价与实现考量
87

7.4.1  通道积压
87

7.4.2  工作窃取算法
88

7.4.3  线程的停止
92

7.4.4  高性能高可靠性的Producer-Consumer模式实现
92

7.5  Producer-Consumer模式的可复用实现代码
92

7.6  Java标准库实例
93

7.7  相关模式
93

7.7.1  Guarded Suspension模式（第4章）
93

7.7.2  Thread Pool模式（第9章）
93

7.8  参考资源
93

第8章  Active Object（主动对象）模式
94

8.1  Active Object模式简介
94

8.2  Active Object模式的架构
95

8.3  Active Object模式实战案例解析
98

8.4  Active Object模式的评价与实现考量
105

8.4.1  错误隔离
107

8.4.2  缓冲区监控
108

8.4.3  缓冲区饱和处理策略
108

8.4.4  Scheduler空闲工作者线程清理
109

8.5  Active Object模式的可复用实现代码
109

8.6  Java标准库实例
111

8.7  相关模式
112

8.7.1  Promise模式（第6章）
112

8.7.2  Producer-Consumer模式（第7章）
112

8.8  参考资源
112

第9章  Thread Pool（线程池）模式
113

9.1  Thread Pool模式简介
113

9.2  Thread Pool模式的架构
114

9.3  Thread Pool模式实战案例解析
116

9.4  Thread Pool模式的评价与实现考量
117

9.4.1  工作队列的选择
118

9.4.2  线程池大小调校
119

9.4.3  线程池监控
121

9.4.4  线程泄漏
122

9.4.5  可靠性与线程池饱和处理策略
122

9.4.6  死锁
125

9.4.7  线程池空闲线程清理
126

9.5  Thread Pool模式的可复用实现代码
127

9.6  Java标准库实例
127

9.7  相关模式
127

9.7.1  Two-phase Termination模式（第5章）
127

9.7.2  Promise模式（第6章）
127

9.7.3  Producer-Consumer模式（第7章）
127

9.8  参考资源
128

第10章  Thread Specific Storage（线程特有存储）模式
129

10.1  Thread Specific Storage模式简介
129

10.2  Thread Specific Storage模式的架构
131

10.3  Thread Specific Storage模式实战案例解析
133

10.4  Thread Specific Storage模式的评价与实现考量
135

10.4.1  线程池环境下使用Thread Specific Storage模式
138

10.4.2  内存泄漏与伪内存泄漏
139

10.5  Thread Specific Storage模式的可复用实现代码
145

10.6  Java标准库实例
146

10.7  相关模式
146

10.7.1  Immutable Object模式（第3章）
146

10.7.2  Proxy（代理）模式
146

10.7.3  Singleton（单例）模式
146

10.8  参考资源
147

第11章  Serial Thread Confinement（串行线程封闭）模式
148

11.1  Serial Thread Confinement模式简介
148

11.2  Serial Thread Confinement模式的架构
148

11.3  Serial Thread Confinement模式实战案例解析
151

11.4  Serial Thread Confinement模式的评价与实现考量
155

11.4.1  任务的处理结果
155

11.5  Serial Thread Confinement模式的可复用实现代码
156

11.6  Java标准库实例
160

11.7  相关模式
160

11.7.1  Immutable Object模式（第3章）
160

11.7.2  Promise模式（第6章）
160

11.7.3  Producer-Consumer模式（第7章）
160

11.7.4  Thread Specific Storage（线程特有存储）模式 （第10章）
161

11.8  参考资源
161

第12章  Master-Slave（主仆）模式
162

12.1  Master-Slave模式简介
162

12.2  Master-Slave模式的架构
162

12.3  Master-Slave模式实战案例解析
164

12.4  Master-Slave模式的评价与实现考量
171

12.4.1  子任务的处理结果的收集
172

12.4.2  Slave参与者实例的负载均衡与工作窃取
173

12.4.3  可靠性与异常处理
173

12.4.4  Slave线程的停止
174

12.5  Master-Slave模式的可复用实现代码
174

12.6  Java标准库实例
186

12.7  相关模式
186

12.7.1  Two-phase Termination模式（第5章）
186

12.7.2  Promise模式（第6章）
186

12.7.3  Strategy（策略）模式
186

12.7.4  Template（模板）模式
186

12.7.5  Factory Method（工厂方法）模式
186

12.8  参考资源
187

第13章  Pipeline（流水线）模式
188

13.1  Pipeline模式简介
188

13.2  Pipeline模式的架构
189

13.3  Pipeline模式实战案例解析
194

13.4  Pipeline模式的评价与实现考量
208

13.4.1  Pipeline的深度
209

13.4.2  基于线程池的Pipe
209

13.4.3  错误处理
212

13.4.4  可配置的Pipeline
212

13.5  Pipeline模式的可复用实现代码
212

13.6  Java标准库实例
222

13.7  相关模式
222

13.7.1  Serial Thread Confinement模式（第11章）
222

13.7.2  Master-Slave模式（第12章）
222

13.7.3  Composite模式
223

13.8  参考资源
223

第14章  Half-sync/Half-async（半同步/半异步）模式
224

14.1  Half-sync/Half-async模式简介
224

14.2  Half-sync/Half-async模式的架构
224

14.3  Half-sync/Half-async模式实战案例解析
226

14.4  Half-sync/Half-async模式的评价与实现考量
234

14.4.1  队列积压
235

14.4.2  避免同步层处理过慢
235

14.5  Half-sync/Half-async模式的可复用实现代码
236

14.6  Java标准库实例
240

14.7  相关模式
240

14.7.1  Two-phase Termination模式（第5章）
240

14.7.2  Producer-Consumer模式（第7章）
241

14.7.3  Active Object模式（第8章）
241

14.7.4  Thread Pool模式（第9章）
241

14.8  参考资源
241

第15章  模式语言
242

15.1  模式与模式间的联系
242

15.2  mmutable Object（不可变对象）模式
244

15.3  Guarded Suspension（保护性暂挂）模式
244

15.4  Two-phase Termination（两阶段终止）模式
245

15.5  Promise（承诺）模式
246

15.6  Producer-Consumer（生产者/消费者）模式
247

15.7  Active Object（主动对象）模式
248

15.8  Thread Pool（线程池）模式
249

15.9  Thread Specific Storage（线程特有存储）模式
250

15.10  Serial Thread Confinement（串行线程封闭）模式
251

15.11  Master-Slave（主仆）模式
252

15.12  Pipeline（流水线）模式
253

15.13  Half-sync/Half-async（半同步/半异步）模式
254

附录  本书常用UML图指南
255

A.1  UML简介
255

A.2  类图（Class Diagram）
256

A.1.1  类的属性、方法和立体型（Stereotype）
256

A.1.2  类与类之间的关系
258

A.3  序列图（Sequence Diagram）
261

参考文献
263

作者简介

随着CPU 多核时代的到来，多线程编程在充分利用计算资源、提高软件服务质量方面扮演了越来越重要的角色。而
解决多线程编程中频繁出现的普遍问题可以借鉴设计模式所提供的现成解决方案。然而，多线程编程相关的设计模式书籍多采用C++作为描述语言，且书中所举的例子多与应用开发人员的实际工作相去甚远。《Java多线程编程实战指南（设计模式篇）》采用Java（JDK1.6）语言和UML 为描述语言，并结合作者多年工作经历的相关实战案例，介绍了多线程环境下常用设计模式的来龙去脉：各个设计模式是什么样的及其典型的实际应用场景、实际应用时需要注意的事项以及各个模式的可复用代码实现。

《Java多线程编程实战指南（设计模式篇）》适合有一定Java 多线程编程基础、经验的读者。

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