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【内容简介】
本书主要介绍非常核心并常用的技术点，比如解决高并发环境下的线程间同步问题，可以使用Semaphore，CountDownLatch，CyclicBarrier以及Phaser类来解决，还要掌握线程池ThreadPoolExecutor的使用，还有线程池结合计划任务ScheduledExecutorService接口的使用，Future接口的使用，CompletionService异步任务的使用，ExecutorService工具接口的使用，Fork-Join分治编程的学习和Java技术中使用率比较高的并发集合框架。
【目录】
目 录?Contents前言第1章 Semaphore和Exchanger的使用 11.1 Semaphore的使用 21.1.1 类Semaphore的同步性 21.1.2 类Semaphore构造方法permits参数作用 41.1.3 方法acquire(int permits)参数作用及动态添加permits许可数量 51.1.4 方法acquireUninterruptibly()的使用 81.1.5 方法availablePermits()和drainPermits() 101.1.6 方法getQueueLength()和hasQueuedThreads() 121.1.7 公平与非公平信号量的测试 131.1.8 方法tryAcquire()的使用 151.1.9 方法tryAcquire(int permits)的使用 171.1.10 方法tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)的使用 171.1.11 方法tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)的使用 191.1.12 多进路-多处理-多出路实验 201.1.13 多进路-单处理-多出路实验 211.1.14 使用Semaphore创建字符串池 231.1.15 使用Semaphore实现多生产者/多消费者模式 251.2 Exchanger的使用 311.2.1 方法exchange()阻塞的特性 311.2.2 方法exchange()传递数据 321.2.3 方法exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)与超时 341.3 本章总结 35第2章 CountDownLatch和CyclicBarrier的使用 362.1 CountDownLatch的使用 362.1.1 初步使用 372.1.2 裁判在等全部的运动员到来 382.1.3 各就各位准备比赛 392.1.4 完整的比赛流程 412.1.5 方法await(long timeout, TimeUnit unit) 442.1.6 方法getCount()的使用 462.2 CyclicBarrier的使用 462.2.1 初步使用 482.2.2 验证屏障重置性及getNumberWaiting()方法的使用 512.2.3 用CyclicBarrier类实现阶段跑步比赛 522.2.4 方法isBroken()的使用 552.2.5 方法await(long timeout, TimeUnit unit)超时出现异常的测试 572.2.6 方法getNumberWaiting()和getParties() 602.2.7 方法reset() 622.3 本章总结 64第3章 Phaser的使用 653.1 Phaser的使用 663.2 类Phaser的arriveAndAwaitAdvance()方法测试1 663.3 类Phaser的arriveAndAwaitAdvance()方法测试2 683.4 类Phaser的arriveAndDeregister()方法测试 693.5 类Phaser的getPhase()和onAdvance()方法测试 703.6 类Phaser的getRegisteredParties()方法和register()测试 743.7 类Phaser的bulkRegister()方法测试 753.8 类Phaser的getArrivedParties()和getUnarrivedParties()方法测试 753.9 类Phaser的arrive()方法测试1 773.10 类Phaser的arrive ()方法测试2 783.11 类Phaser的awaitAdvance(int phase)方法测试 813.12 类Phaser的awaitAdvanceInterruptibly(int)方法测试1 833.13 类Phaser的awaitAdvanceInterruptibly(int)方法测试2 843.14 类Phaser的awaitAdvanceInterruptibly(int)方法测试3 863.15 类Phaser的awaitAdvanceInterruptibly(int,long,TimeUnit)方法测试4 873.16 类Phaser的forceTermination()和isTerminated()方法测试 893.17 控制Phaser类的运行时机 923.18 本章总结 93第4章 Executor与ThreadPoolExecutor的使用 944.1 Executor接口介绍 944.2 使用Executors工厂类创建线程池 974.2.1 使用newCachedThreadPool()方法创建无界线程池 984.2.2 验证newCachedThreadPool()创建为Thread池 1004.2.3 使用newCachedThreadPool (ThreadFactory)定制线程工厂 1024.2.4 使用newFixedThreadPool(int)方法创建有界线程池 1034.2.5 使用newFixedThreadPool(int, ThreadFactory)定制线程工厂 1054.2.6 使用newSingleThreadExecutor()方法创建单一线程池 1064.2.7 使用newSingleThreadExecutor(ThreadFactory)定制线程工厂 1074.3 ThreadPoolExecutor的使用 1074.3.1 构造方法的测试 1074.3.2 方法shutdown()和shutdownNow()与返回值 1194.3.3 方法isShutdown() 1294.3.4 方法isTerminating ()和isTerminated () 1294.3.5 方法awaitTermination(long timeout,TimeUnit unit) 1314.3.6 工厂ThreadFactory execute() UncaughtExceptionHandler处理异常 1344.3.7 方法set/getRejectedExecutionHandler() 1384.3.8 方法allowsCoreThreadTimeOut()/(boolean) 1404.3.9 方法prestartCoreThread()和prestartAllCoreThreads() 1424.3.10 方法getCompletedTaskCount() 1444.3.11 常见3种队列结合max值的因果效果 1454.3.12 线程池ThreadPoolExecutor的拒绝策略 1514.3.13 方法afterExecute()和beforeExecute() 1574.3.14 方法remove(Runnable)的使用 1594.3.15 多个get方法的测试 1624.3.16 线程池ThreadPoolExecutor与Runnable执行为乱序特性 1664.4 本章总结 167第5章 Future和Callable的使用 1685.1 Future和Callable的介绍 1685.2 方法get()结合ExecutorService中的submit(Callable)的使用 1685.3 方法get()结合ExecutorService中的submit(Runnable)和isDone()的使用 1705.4 使用ExecutorService接口中的方法submit(Runnable, T result) 1705.5 方法cancel(boolean mayInterruptIfRunning)和isCancelled()的使用 1735.6 方法get(long timeout, TimeUnit unit)的使用 1785.7 异常的处理 1795.8 自定义拒绝策略RejectedExecutionHandler接口的使用 1815.9 方法execute()与submit()的区别 1825.10 验证Future的缺点 1865.11 本章总结 188第6章 CompletionService的使用 1896.1 CompletionService介绍 1896.2 使用CompletionService解决Future的缺点 1906.3 使用take()方法 1936.4 使用poll()方法 1946.5 使用poll(long timeout, TimeUnit unit)方法 1956.6 类CompletionService与异常 1996.7 方法Future submit(Runnable task, V result)的测试 2056.8 本章总结 207第7章 接口ExecutorService的方法使用 2087.1 在ThreadPoolExecutor中使用ExecutorService中的方法 2087.2 方法invokeAny(Collection tasks)的使用与interrupt 2097.3 方法invokeAny()与执行慢的任务异常 2127.4 方法invokeAny()与执行快的任务异常 2167.5 方法invokeAny()与全部异常 2207.6 方法invokeAny(CollectionTasks, timeout, timeUnit)超时的测试 2227.7 方法invokeAll(Collection tasks)全正确 2267.8 方法invokeAll(Collection tasks)快的正确慢的异常 2277.9 方法invokeAll(Collection tasks)快的异常慢的正确 2307.10 方法invokeAll(Collection tasks,long timeout,TimeUnit unit)先慢后快 2327.11 方法invokeAll(Collection tasks,long timeout,TimeUnit unit)先快后慢 2347.12 方法invokeAll(Collection tasks,long timeout,TimeUnit unit)全慢 2367.13 本章总结 238第8章 计划任务ScheduledExecutorService的使用 2398.1 ScheduledExecutorService的使用 2408.2 ScheduledThreadPoolExecutor使用Callable延迟运行 2418.3 ScheduledThreadPoolExecutor使用Runnable延迟运行 2448.4 延迟运行并取得返回值 2458.5 使用scheduleAtFixedRate()方法实现周期性执行 2468.6 使用scheduleWithFixedDelay()方法实现周期性执行 2488.7 使用getQueue()与remove()方法 2508.8 方法setExecuteExistingDelayedTasksAfterShutdownPolicy()的使用 2538.9 方法setContinueExistingPeriodicTasksAfterShutdownPolicy() 2558.10 使用cancel(boolean)与setRemoveOnCancelPolicy()方法 2578.11 本章总结 261第9章 Fork-Join分治编程 2629.1 Fork-Join分治编程与类结构 2629.2 使用RecursiveAction让任务跑起来 2649.3 使用RecursiveAction分解任务 2659.4 使用RecursiveTask取得返回值与join()和get()方法的区别 2669.5 使用RecursiveTask执行多个任务并打印返回值 2709.6 使用RecursiveTask实现字符串累加 2729.7 使用Fork-Join实现求和：实验1 2739.8 使用Fork-Join实现求和：实验2 2759.9 类ForkJoinPool核心方法的实验 2769.9.1 方法public void execute(ForkJoinTask task)的使用 2769.9.2 方法public void execute(Runnable task)的使用 2789.9.3 方法public void execute(ForkJoinTask task)如何处理返回值 2789.9.4 方法public ForkJoinTask submit(ForkJoinTask task)的使用 2799.9.5 方法public ForkJoinTask submit(Runnable task)的使用 2809.9.6 方法public ForkJoinTask submit(Callable task)的使用 2819.9.7 方法public ForkJoinTask submit(Runnable task, T result)的使用 2829.9.8 方法public List> invokeAll(Collection> tasks)的使用 2859.9.9 方法public void shutdown()的使用 2869.9.10 方法public List shutdownNow()的使用 2899.9.11 方法isTerminating()和isTerminated()的使用 2929.9.12 方法public boolean isShutdown()的使用 2959.9.13 方法public boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)的使用 2979.9.14 方法public T invoke(ForkJoinTask task)的使用 2999.9.15 监视pool池的状态 3019.10 类ForkJoinTask对异常的处理 3089.11 本章总结 309第10章 并发集合框架 31010.1 集合框架结构简要 31010.1.1 接口Iterable 31010.1.2 接口Collection 31110.1.3 接口List 31110.1.4 接口Set 31210.1.5 接口Queue 31210.1.6 接口Deque 31210.2 非阻塞队列 31310.2.1 类ConcurrentHashMap的使用 31310.2.2 类ConcurrentSkipListMap的使用 32210.2.3 类ConcurrentSkipListSet的使用 32510.2.4 类ConcurrentLinkedQueue的使用 32810.2.5 类ConcurrentLinkedDeque的使用 33010.2.6 类CopyOnWriteArrayList的使用 33210.2.7 类CopyOnWriteArraySet的使用 33510.3 阻塞队列 33710.3.1 类ArrayBlockingQueue的使用 33710.3.2 类PriorityBlockingQueue的使用 33810.3.3 类LinkedBlockingQueue的使用 34010.3.4 类LinkedBlockingDeque的使用 34110.3.5 类SynchronousQueue的使用 34110.3.6 类DelayQueue的使用 34410.3.7 类LinkedTransferQueue的使用 34510.4 本章总结 354
【前言】
Preface?前 言为什么要写这本书早在几年前笔者就曾想过整理一份与Java并发包有关的稿件。因为市面上所有的Java书籍都是以1章或2章的篇幅介绍Java并发包技术，这就导致对Java并发包的讲解并不是非常详尽，包含的知识量远远不够，并没有完整覆盖Java并发包技术的知识点。但可惜，苦于当时的时间及精力有限，一直没有如愿。 也许是注定的安排，笔者现所在单位是集技术与教育为一体的软件类企业，学员在学习完JavaSE/JavaEE之后想探索更深入的技术，比如大数据、分布式、高并发类的专题，就会立即遇到与Java并发包中API相关的问题。为了带领学员在技术层面上有更高的追求，所以我将Java并发包的技术点以教案的方式进行整理，在课堂上与同学们一起进行学习、交流，同学们反响非常强烈。至此，若干年前的心愿终于了却，同学们也很期待这样一本书能出版发行，那样他们就有真正的纸质参考资料了。若这份资料也被其他爱好Java并发的朋友们看到，并通过它学到相关知识，那就是我的荣幸了。 本书将给读者一个完整的视角，秉承“大道至简”的主导思想，只介绍Java并发包开发中值得关注的内容，希望能抛砖引玉，以个人的一些想法和见解，为读者拓展出更深入、全面的思路。 本书特色本书尽量减少“啰嗦”式的文字语言，全部用Demo式案例来讲解技术点的实现，使读者看到代码及运行结果后就可以知道此项目要解决的是什么问题。类似于网络中Blog的风格，可让读者用短的时间学会此知识点，明白此知识点如何应用，以及在使用时要避免什么。这就像“瑞士军刀”，虽短小，却锋利。本书的目的就是帮读者快速学习并解决问题。 读者对象Java初级、中级程序员Java多线程开发者Java并发开发者系统架构师大数据开发者其他对多线程技术感兴趣的人员如何阅读本书在整理本书时，笔者本着实用、易懂的学习原则整理了10个章节来介绍Java并发包相关的技术。 第1章讲解了Semaphore和Exchanger类的使用，学完本章后，能更好地控制线程间的同步性，以及线程间如何更好、更方便地传输数据。 第2章是第1章的延伸，主要讲解了CountDownLatch、CyclicBarrier类的使用及在Java并发包中对并发访问的控制。本章主要包括Semaphore、CountDownLatch和CyclicBarrier的使用，它们在使用上非常灵活，所以对于API的介绍比较详细，为读者学习控制同步打好坚实的基础。 第3章是第2章的升级，由于CountDownLatch和CyclicBarrier类都有相应的弊端，所以在JDK1.7中新增加了Phaser类来解决这些缺点。 第4章中讲解了Executor接口与ThreadPoolExecutor线程池的使用，可以说本章中的知识也是Java并发包中主要的应用技术点，线程池技术也在众多的高并发业务环境中使用。掌握线程池能更有效地提高程序运行效率，更好地统筹线程执行的相关任务。 第5章中讲解Future和Callable的使用，接口Runnable并不支持返回值，但在有些情况下真的需要返回值，所以Future就是用来解决这样的问题的。 第6章介绍Java并发包中的CompletionService的使用，该接口可以增强程序运行效率，因为可以以异步的方式获得任务执行的结果。 第7章主要介绍的是ExecutorService接口，该接口提供了若干方法来方便地执行业务，是比较常见的工具接口对象。 第8章主要介绍计划任务ScheduledExecutorService的使用，学完本章可以掌握如何将计划任务与线程池结合使用。 第9章主要介绍Fork-Join分治编程。分治编程在多核计算机中应用很广，它可以将大的任务拆分成小的任务再执行，后再把执行的结果聚合到一起，完全利用多核CPU的优势，加快程序运行效率。 第10章主要介绍并发集合框架。Java中的集合在开发项目时占有举足轻重的地位，在Java并发包中也提供了在高并发环境中使用的Java集合工具类，读者需要着重掌握Queue接口的使用。 勘误和支持由于笔者的水平有限，加之编写时间仓促，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。笔者邮箱是279377921@qq.com，期待能够得到你们的真挚反馈，在技术之路上互勉共进。 本书的源代码可以在华章网站（www.hzbook.com）下载。 致谢感谢所在单位领导的支持与厚爱，使我在技术道路上更有信心。 感谢机械工业出版社华章公司的编辑们始终支持我的写作，是你们的鼓励和帮助引导我顺利完成全部书稿。 高洪岩
