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【作者】
方腾飞（花名清英，英文名kiral），蚂蚁金服集团技术专家，从事Java开发近10年。5年以上的团队管理、项目管理和敏捷开发经验，崇尚团队合作。曾参与CMS、电子海图、SOC、ITIL、电子商务网站和信贷管理系统等项目。目前在蚂蚁金服网商银行贷款管理团队负责数据采集平台开发工作。与同事合作开发了talacodeReview插件，深受阿里数千名工程师拥趸，并开发过开源工具jdbcutil。创办了并发编程网，组织翻译了百余篇国外优秀技术文章，并曾为InfoQ撰写“聊聊并发”专栏，在《程序员》杂志撰写敏捷实践系列文章。
魏鹏，集团技术专家，在中国网站技术部工作多年，曾担任中国网站交易平台架构师，主导了交易系统服务化工作，设计实现的数据迁移系统高效地完成了中国网站交易数据到集团的迁移工作。目前在共享业务事业部从事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是中间件运行的基础，而服务框架HSF则是集团实现服务化的主要解决方案，二者在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，喜欢总结、乐于分享，对Java应用容器、多线程编程以及分布式系统感兴趣。
程晓明，1号店资深架构师，从事1号店交易平台系统的开发，技术上关注并发与NIO。因5年前遇到的一个线上故障，解决过程中对Java并发编程产生了浓厚的兴趣，从此开始了漫长的探索之旅：从底层实现机制、内存模型到Java同步。纵观我自己对Java并发的学习过程，是一个从高层到底层再到高层的一个反复迭代的过程，我估计很多读者的学习过程应该与我类似。文章多见诸《IBMdeveloperWorks》、InfoQ和《程序员》杂志。
【内容】
并发编程领域的扛鼎之作，作者是阿里和1号店的资深Java技术专家，对并发编程有非常深入的研究，《Java并发编程的艺术》是他们多年一线开发经验的结晶。本书的部分内容在出版早期发表在Java并发编程网和InfoQ等技术社区，得到了非常高的评价。它选取了Java并发编程中最核心的技术进行讲解，从JDK源码、JVM、CPU等多角度全面剖析和讲解了Java并发编程的框架、工具、原理和方法，对Java并发编程进行了最为深入和透彻的阐述。
《Java并发编程的艺术》内容涵盖Java并发编程机制的底层实现原理、Java内存模型、Java并发编程基础、Java中的锁、并发容器和框架、原子类、并发工具类、线程池、Executor框架等主题，每个主题都做了深入的讲解，同时通过实例介绍了如何应用这些技术。
《Java并发编程的艺术》内容涵盖Java并发编程机制的底层实现原理、Java内存模型、Java并发编程基础、Java中的锁、并发容器和框架、原子类、并发工具类、线程池、Executor框架等主题，每个主题都做了深入的讲解，同时通过实例介绍了如何应用这些技术。
【目录】
前言
第1章并发编程的挑战1
1.1上下文切换1
1.1.1多线程一定快吗1
1.1.2测试上下文切换次数和时长3
1.1.3如何减少上下文切换3
1.1.4减少上下文切换实战4
1.2死锁5
1.3资源的挑战6
1.4本章小结7
第2章Java并发机制的底层实现原理8
2.1volatile的应用8
2.2synchronized的实现原理与应用11
2.2.1Java对象头12
2.2.2锁的升级与对比13
2.3原子操作的实现原理16
2.4本章小结20
第3章Java内存模型21
3.1Java内存模型的基础21
3.1.1并发编程模型的两个关键问题21
3.1.2Java内存模型的抽象结构22
3.1.3从源代码到指令序列的重排序23
3.1.4并发编程模型的分类24
3.1.5happens-before简介26
3.2重排序27
3.2.1数据依赖性28
3.2.2as-if-serial语义28
3.2.3程序顺序规则29
3.2.4重排序对多线程的影响29
3.3顺序一致性31
3.3.1数据竞争与顺序一致性31
3.3.2顺序一致性内存模型32
3.3.3同步程序的顺序一致性效果34
3.3.4未同步程序的执行特性35
3.4volatile的内存语义38
3.4.1volatile的特性38
3.4.2volatile写-读建立的happens-before关系39
3.4.3volatile写-读的内存语义40
3.4.4volatile内存语义的实现42
3.4.5JSR-133为什么要增强volatile的内存语义46
3.5锁的内存语义47
3.5.1锁的释放-获取建立的
happens-before关系47
3.5.2锁的释放和获取的内存语义48
3.5.3锁内存语义的实现50
3.5.4concurrent包的实现54
3.6final域的内存语义55
3.6.1final域的重排序规则55
3.6.2写final域的重排序规则56
3.6.3读final域的重排序规则57
3.6.4final域为引用类型58
3.6.5为什么final引用不能从构造函数内“溢出”59
3.6.6final语义在处理器中的实现61
3.6.7JSR-133为什么要增强f?inal的语义62
3.7happens-before62
3.7.1JMM的设计62
3.7.2happens-before的定义64
3.7.3happens-before规则65
3.8双重检查锁定与延迟初始化67
3.8.1双重检查锁定的由来67
3.8.2问题的根源69
3.8.3基于volatile的解决方案71
3.8.4基于类初始化的解决方案72
3.9Java内存模型综述78
3.9.1处理器的内存模型78
3.9.2各种内存模型之间的关系80
3.9.3JMM的内存可见性保证80
3.9.4JSR-133对旧内存模型的修补81
3.10本章小结82
第4章Java并发编程基础83
4.1线程简介83
4.1.1什么是线程83
4.1.2为什么要使用多线程84
4.1.3线程优先级85
4.1.4线程的状态87
4.1.5Daemon线程90
4.2启动和终止线程91
4.2.1构造线程91
4.2.2启动线程92
4.2.3理解中断92
4.2.4过期的suspend()、resume()和stop()93
4.2.5安全地终止线程95
4.3线程间通信96
4.3.1volatile和synchronized关键字96
4.3.2等待/通知机制98
4.3.3等待/通知的经典范式101
4.3.4管道输入/输出流102
4.3.5Thread.join()的使用103
4.3.6ThreadLocal的使用105
4.4线程应用实例106
4.4.1等待超时模式106
4.4.2一个简单的数据库连接池示例106
4.4.3线程池技术及其示例110
4.4.4一个基于线程池技术的简单Web服务器114
4.5本章小结118
第5章Java中的锁119
5.1Lock接口119
5.2队列同步器121
5.2.1队列同步器的接口与示例121
5.2.2队列同步器的实现分析124
5.3重入锁136
5.4读写锁140
5.4.1读写锁的接口与示例141
5.4.2读写锁的实现分析142
5.5LockSupport工具146
5.6Condition接口147
5.6.1Condition接口与示例148
5.6.2Condition的实现分析150
5.7本章小结154
第6章Java并发容器和框架155
6.1ConcurrentHashMap的实现原理与使用155
6.1.1为什么要使用ConcurrentHashMap155
6.1.2ConcurrentHashMap的结构156
6.1.3ConcurrentHashMap的初始化157
6.1.4定位Segment159
6.1.5ConcurrentHashMap的操作160
6.2ConcurrentLinkedQueue161
6.2.1ConcurrentLinkedQueue的结构162
6.2.2入队列162
6.2.3出队列165
6.3Java中的阻塞队列167
6.3.1什么是阻塞队列167
6.3.2Java里的阻塞队列168
6.3.3阻塞队列的实现原理172
6.4Fork/Join框架175
6.4.1什么是Fork/Join框架175
6.4.2工作窃取算法176
6.4.3Fork/Join框架的设计177
6.4.4使用Fork/Join框架177
6.4.5Fork/Join框架的异常处理179
6.4.6Fork/Join框架的实现原理179
6.5本章小结181
第7章Java中的13个原子操作类182
7.1原子更新基本类型类182
7.2原子更新数组184
7.3原子更新引用类型185
7.4原子更新字段类187
7.5本章小结188
第8章Java中的并发工具类189
8.1等待多线程完成的CountDownLatch189
8.2同步屏障CyclicBarrier191
8.2.1CyclicBarrier简介191
8.2.2CyclicBarrier的应用场景193
8.2.3CyclicBarrier和CountDownLatch的区别195
8.3控制并发线程数的Semaphore196
8.4线程间交换数据的Exchanger198
8.5本章小结199
第9章Java中的线程池200
9.1线程池的实现原理200
9.2线程池的使用203
9.2.1线程池的创建203
9.2.2向线程池提交任务205
9.2.3关闭线程池205
9.2.4合理地配置线程池206
9.2.5线程池的监控206
9.3本章小结207
第10章Executor框架208
10.1Executor框架简介208
10.1.1Executor框架的两级调度模型208
10.1.2Executor框架的结构与成员208
10.2ThreadPoolExecutor详解213
10.2.1FixedThreadPool详解213
10.2.2SingleThreadExecutor详解214
10.2.3CachedThreadPool详解215
10.3ScheduledThreadPoolExecutor详解217
10.3.1ScheduledThreadPoolExecutor的运行机制217
10.3.2ScheduledThreadPoolExecutor的实现218
10.4FutureTask详解221
10.4.1FutureTask简介222
10.4.2FutureTask的使用222
10.4.3FutureTask的实现224
10.5本章小结227
第11章Java并发编程实践228
11.1生产者和消费者模式228
11.1.1生产者消费者模式实战229
11.1.2多生产者和多消费者场景231
11.1.3线程池与生产消费者模式234
11.2线上问题定位234
11.3性能测试236
11.4异步任务池238
11.5本章小结240
第1章并发编程的挑战1
1.1上下文切换1
1.1.1多线程一定快吗1
1.1.2测试上下文切换次数和时长3
1.1.3如何减少上下文切换3
1.1.4减少上下文切换实战4
1.2死锁5
1.3资源的挑战6
1.4本章小结7
第2章Java并发机制的底层实现原理8
2.1volatile的应用8
2.2synchronized的实现原理与应用11
2.2.1Java对象头12
2.2.2锁的升级与对比13
2.3原子操作的实现原理16
2.4本章小结20
第3章Java内存模型21
3.1Java内存模型的基础21
3.1.1并发编程模型的两个关键问题21
3.1.2Java内存模型的抽象结构22
3.1.3从源代码到指令序列的重排序23
3.1.4并发编程模型的分类24
3.1.5happens-before简介26
3.2重排序27
3.2.1数据依赖性28
3.2.2as-if-serial语义28
3.2.3程序顺序规则29
3.2.4重排序对多线程的影响29
3.3顺序一致性31
3.3.1数据竞争与顺序一致性31
3.3.2顺序一致性内存模型32
3.3.3同步程序的顺序一致性效果34
3.3.4未同步程序的执行特性35
3.4volatile的内存语义38
3.4.1volatile的特性38
3.4.2volatile写-读建立的happens-before关系39
3.4.3volatile写-读的内存语义40
3.4.4volatile内存语义的实现42
3.4.5JSR-133为什么要增强volatile的内存语义46
3.5锁的内存语义47
3.5.1锁的释放-获取建立的
happens-before关系47
3.5.2锁的释放和获取的内存语义48
3.5.3锁内存语义的实现50
3.5.4concurrent包的实现54
3.6final域的内存语义55
3.6.1final域的重排序规则55
3.6.2写final域的重排序规则56
3.6.3读final域的重排序规则57
3.6.4final域为引用类型58
3.6.5为什么final引用不能从构造函数内“溢出”59
3.6.6final语义在处理器中的实现61
3.6.7JSR-133为什么要增强f?inal的语义62
3.7happens-before62
3.7.1JMM的设计62
3.7.2happens-before的定义64
3.7.3happens-before规则65
3.8双重检查锁定与延迟初始化67
3.8.1双重检查锁定的由来67
3.8.2问题的根源69
3.8.3基于volatile的解决方案71
3.8.4基于类初始化的解决方案72
3.9Java内存模型综述78
3.9.1处理器的内存模型78
3.9.2各种内存模型之间的关系80
3.9.3JMM的内存可见性保证80
3.9.4JSR-133对旧内存模型的修补81
3.10本章小结82
第4章Java并发编程基础83
4.1线程简介83
4.1.1什么是线程83
4.1.2为什么要使用多线程84
4.1.3线程优先级85
4.1.4线程的状态87
4.1.5Daemon线程90
4.2启动和终止线程91
4.2.1构造线程91
4.2.2启动线程92
4.2.3理解中断92
4.2.4过期的suspend()、resume()和stop()93
4.2.5安全地终止线程95
4.3线程间通信96
4.3.1volatile和synchronized关键字96
4.3.2等待/通知机制98
4.3.3等待/通知的经典范式101
4.3.4管道输入/输出流102
4.3.5Thread.join()的使用103
4.3.6ThreadLocal的使用105
4.4线程应用实例106
4.4.1等待超时模式106
4.4.2一个简单的数据库连接池示例106
4.4.3线程池技术及其示例110
4.4.4一个基于线程池技术的简单Web服务器114
4.5本章小结118
第5章Java中的锁119
5.1Lock接口119
5.2队列同步器121
5.2.1队列同步器的接口与示例121
5.2.2队列同步器的实现分析124
5.3重入锁136
5.4读写锁140
5.4.1读写锁的接口与示例141
5.4.2读写锁的实现分析142
5.5LockSupport工具146
5.6Condition接口147
5.6.1Condition接口与示例148
5.6.2Condition的实现分析150
5.7本章小结154
第6章Java并发容器和框架155
6.1ConcurrentHashMap的实现原理与使用155
6.1.1为什么要使用ConcurrentHashMap155
6.1.2ConcurrentHashMap的结构156
6.1.3ConcurrentHashMap的初始化157
6.1.4定位Segment159
6.1.5ConcurrentHashMap的操作160
6.2ConcurrentLinkedQueue161
6.2.1ConcurrentLinkedQueue的结构162
6.2.2入队列162
6.2.3出队列165
6.3Java中的阻塞队列167
6.3.1什么是阻塞队列167
6.3.2Java里的阻塞队列168
6.3.3阻塞队列的实现原理172
6.4Fork/Join框架175
6.4.1什么是Fork/Join框架175
6.4.2工作窃取算法176
6.4.3Fork/Join框架的设计177
6.4.4使用Fork/Join框架177
6.4.5Fork/Join框架的异常处理179
6.4.6Fork/Join框架的实现原理179
6.5本章小结181
第7章Java中的13个原子操作类182
7.1原子更新基本类型类182
7.2原子更新数组184
7.3原子更新引用类型185
7.4原子更新字段类187
7.5本章小结188
第8章Java中的并发工具类189
8.1等待多线程完成的CountDownLatch189
8.2同步屏障CyclicBarrier191
8.2.1CyclicBarrier简介191
8.2.2CyclicBarrier的应用场景193
8.2.3CyclicBarrier和CountDownLatch的区别195
8.3控制并发线程数的Semaphore196
8.4线程间交换数据的Exchanger198
8.5本章小结199
第9章Java中的线程池200
9.1线程池的实现原理200
9.2线程池的使用203
9.2.1线程池的创建203
9.2.2向线程池提交任务205
9.2.3关闭线程池205
9.2.4合理地配置线程池206
9.2.5线程池的监控206
9.3本章小结207
第10章Executor框架208
10.1Executor框架简介208
10.1.1Executor框架的两级调度模型208
10.1.2Executor框架的结构与成员208
10.2ThreadPoolExecutor详解213
10.2.1FixedThreadPool详解213
10.2.2SingleThreadExecutor详解214
10.2.3CachedThreadPool详解215
10.3ScheduledThreadPoolExecutor详解217
10.3.1ScheduledThreadPoolExecutor的运行机制217
10.3.2ScheduledThreadPoolExecutor的实现218
10.4FutureTask详解221
10.4.1FutureTask简介222
10.4.2FutureTask的使用222
10.4.3FutureTask的实现224
10.5本章小结227
第11章Java并发编程实践228
11.1生产者和消费者模式228
11.1.1生产者消费者模式实战229
11.1.2多生产者和多消费者场景231
11.1.3线程池与生产消费者模式234
11.2线上问题定位234
11.3性能测试236
11.4异步任务池238
11.5本章小结240
