Java.Concurrency.in.Practice.pdf
### Java 并发实践知识点概览 #### 一、引言 - **并发的历史简述**:本书首先简要回顾了并发技术的发展历程,强调了并发编程在现代软件开发中的重要性和挑战。 - **线程的优点**:接着,作者探讨了多线程编程带来的优势,包括提高应用程序响应性、实现更高效的资源利用以及简化复杂任务的处理等。 - **线程的风险**:同时也指出了线程编程可能引入的问题,如死锁、竞态条件、数据不一致等。 - **线程无处不在**:最后强调了线程不仅在服务器端应用广泛,在客户端应用(如桌面和移动应用)中也变得越来越重要。 #### 二、基础知识 - **2.1 什么是线程安全**:定义了线程安全的概念,即一个类或方法在多线程环境下被多个线程同时访问时仍能保持其正确性的能力。 - **2.2 原子性**:原子性是指操作要么完全执行,要么完全不执行,确保不会被中断。书中详细讨论了原子操作的重要性及其实现方式。 - **2.3 锁机制**:锁是一种用于同步共享资源访问的机制。本节介绍了锁的基本概念、不同类型的锁以及如何正确使用锁来保护共享资源。 - **2.4 使用锁保护状态**:讨论了如何使用锁来确保对共享状态的安全访问,包括如何避免常见的陷阱和错误。 - **2.5 活跃性和性能**:进一步探讨了并发程序设计中的活跃性和性能问题,包括如何避免死锁和其他性能瓶颈。 #### 三、对象共享 - **3.1 可见性**:可见性是指当一个线程修改了共享变量的值后,其他线程能够立即看到这个变化。本节讨论了可见性的实现机制。 - **3.2 发布与泄露**:分析了对象发布时可能出现的问题,特别是对象提前泄露到其他线程导致的一系列并发问题。 - **3.3 线程隔离**:介绍了如何通过将对象限制在一个特定线程内使用来避免并发问题。 - **3.4 不可变性**:不可变对象是一种强大的工具,可以用来简化并发编程。本节讨论了不可变对象的设计原则及其在并发环境中的应用。 - **3.5 安全发布**:深入探讨了如何正确发布对象,使其能够在多线程环境中安全地被其他线程访问。 #### 四、对象组合 - **4.1 设计线程安全类**:提供了设计线程安全类的最佳实践,包括如何避免常见的设计误区。 - **4.2 实例隔离**:介绍了如何通过实例隔离来简化对象间的同步问题。 - **4.3 委托线程安全性**:讨论了一种设计模式——委托模式,即通过将线程安全性委托给另一个类来实现。 - **4.4 扩展现有线程安全类**:探讨了如何在不破坏原有线程安全性的情况下为现有类添加新功能。 - **4.5 文档化同步策略**:强调了在文档中清晰记录同步策略的重要性,以便于其他开发者理解和维护代码。 #### 五、构建模块 - **5.1 同步集合**:介绍了如何使用 Java 的同步集合框架来创建线程安全的集合。 - **5.2 并发集合**:进一步讨论了专门针对高并发场景设计的集合类,如 `ConcurrentHashMap` 和 `CopyOnWriteArrayList`。 - **5.3 阻塞队列与生产者消费者模式**:阐述了阻塞队列的概念及其在实现生产者消费者模式中的作用。 - **5.4 阻塞和可中断方法**:讲解了如何处理阻塞方法和如何使这些方法支持中断。 - **5.5 同步器**:介绍了一些高级同步工具,如 `Semaphore` 和 `CountDownLatch`,并讨论了它们的用法。 - **5.6 构建高效可扩展的结果缓存**:通过一个具体示例展示了如何设计高性能的缓存系统,特别是如何处理结果缓存的更新和一致性问题。 #### 六、结构化并发应用 - **6.1 在线程中执行任务**:概述了如何在多线程环境中执行独立的任务。 - **6.2 Executor 框架**:介绍了 Java 提供的 Executor 框架,它为任务调度和管理提供了一个灵活且强大的解决方案。 - **6.3 寻找可利用的并行性**:探讨了如何识别程序中可以并行化的部分,并有效地利用多核处理器的优势。 #### 七、取消与关闭 - **7.1 任务取消**:讲解了如何优雅地取消正在执行的任务。 - **7.2 停止基于线程的服务**:讨论了如何安全地关闭服务,特别是当服务包含多个线程时的处理方法。 - **7.3 处理异常线程终止**:介绍了如何处理由于异常导致的线程非正常终止的情况。 - **7.4 JVM 关闭**:探讨了 JVM 正常关闭时应采取的措施,以确保资源得到正确释放。 #### 八、线程池的应用 - **8.1 线程池之间的隐式耦合**:讨论了任务与线程池之间潜在的耦合关系,以及这种耦合可能导致的问题。 - **8.2 线程池大小**:介绍了如何根据实际需求选择合适的线程池大小。 - **8.3 配置 ThreadPoolExecutor**:深入讨论了 `ThreadPoolExecutor` 类的配置选项,以及如何根据应用场景进行定制。 - **8.4 扩展 ThreadPoolExecutor**:探讨了如何通过继承 `ThreadPoolExecutor` 来实现自定义行为。 - **8.5 并行化递归算法**:通过一个具体的例子,展示了如何利用线程池来优化递归算法的执行效率。 #### 九、GUI 应用 - **9.1 为什么 GUI 是单线程的**:解释了为什么大多数 GUI 应用都是单线程的,并探讨了这种设计选择的原因。 - **9.2 短期 GUI 任务**:讨论了如何处理那些可以快速完成的小型 GUI 任务。 - **9.3 长期 GUI 任务**:介绍了处理长时间运行任务的方法,包括如何在不影响用户界面响应性的同时完成这些任务。 - **9.4 共享数据模型**:探讨了如何在多线程环境中安全地管理 GUI 组件所依赖的数据模型。 - **9.5 其他形式的单线程子系统**:讨论了除了 GUI 之外,还有哪些子系统采用单线程模型,并解释了这样做的原因。 #### 十、活跃性、性能与测试 - **10.1 死锁**:深入剖析了死锁的概念,包括如何避免和诊断死锁。 - **10.2 避免和诊断死锁**:提供了避免死锁的策略和诊断死锁的方法。 - **10.3 其他活跃性隐患**:讨论了除了死锁之外的其他活跃性问题,如饥饿和活锁。 - **11.1 思考性能**:引导读者从不同的角度思考并发程序的性能问题,包括如何衡量性能以及影响性能的因素。 通过以上章节的概述,可以看出《Java Concurrency in Practice》这本书全面地覆盖了 Java 并发编程的关键知识点和技术细节,是一本非常有价值的参考书籍。无论是对于初学者还是有经验的开发者来说,都能从中获得关于如何正确设计和实现并发程序的宝贵指导。
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