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第1章 介绍1

1.1 并发的（非常）简短历史1

1.2 线程的优点3

1.3 线程的风险5

1.4 线程无处不在9

第1部分 基础13

第2章 线程安全15

2.1 什么是线程安全性17

2.2 原子性19

2.3 锁23

2.4 用锁来保护状态27

2.5 活跃度与性能29

第3章 共享对象33

3.1 可见性33

3.2 发布和逸出39

3.3 线程封闭42

3.4 不可变性46

3.5 安全发布49

第4章 组合对象55

4.1 设计线程安全的类55

4.2 实例限制58

4.3 委托线程安全62

4.4 向已有的线程安全类添加功能71

4.5 同步策略的文档化74

第5章 构建块79

5.1 同步容器79

5.2 并发容器84

5.3 阻塞队列和生产者-消费者模式87

5.4 阻塞和可中断的方法92

5.5 Synchronizer94

5.6 为计算结果建立高效、可伸缩的高速缓存101

第2部分 构建并发应用程序111

第6章 任务执行113

6.1 在线程中执行任务113

6.2 Executor框架117

6.3 寻找可强化的并行性123

第7章 取消和关闭135

7.1 任务取消135

7.2 停止基于线程的服务150

7.3 处理反常的线程终止161

7.4 JVM关闭164

第8章 应用线程池167

8.1 任务与执行策略间的隐性耦合167

8.2 定制线程池的大小170

8.3 配置ThreadPoolExecutor171

8.4 扩展ThreadPoolExecutor179

8.5 并行递归算法181

第9章 GUI应用程序189

9.1 为什么GUI是单线程化的189

9.2 短期的GUI任务192

9.3 耗时GUI任务195

9.4 共享数据模型198

9.5 其他形式的单线程子系统202

第3部分 活跃度，性能和测试203

第10章 避免活跃度危险205

10.1 死锁205

10.2 避免和诊断死锁215

10.3 其他的活跃度危险218

第11章 性能和可伸缩性221

11.1 性能的思考221

11.2 Amdahl定律225

11.3 线程引入的开销229

11.4 减少锁的竞争232

11.5 示例：比较Map的性能242

11.6 减少上下文切换的开销243

第12章 测试并发程序247

12.1 测试正确性248

12.2 测试性能260

12.3 避免性能测试的陷阱266

12.4 测试方法补遗270

第4部分 高级主题275

第13章 显式锁277

13.1 Lock和ReentrantLock277

13.2 对性能的考量282

13.3 公平性283

13.4 在synchronized和ReentrantLock之间进行选择285

13.5 读-写锁286

第14章 构建自定义的同步工具291

14.1 管理状态依赖性291

14.2 使用条件队列298

14.3 显式的Condition对象306

14.4 剖析Synchronizer308

14.5 AbstractQueuedSynchronizer311

14.6 java.util.concurrent的Synchronizer类中的AQS314

第15章 原子变量与非阻塞同步机制319

15.1 锁的劣势319

15.2 硬件对并发的支持321

15.3 原子变量类324

15.4 非阻塞算法329

第16章 Java存储模型337

16.1 什么是存储模型，要它何用337

16.2 发布344

16.3 初始化安全性349

附录A 同步Annotation353

A.1 类Annotation353

A.2 域Annotation和方法Annotation353

参考文献355

索引359

代码清单6

清单1.1 非线程安全的序列生成器6

清单1.2 线程安全的序列生成器7

清单2.1 一个无状态的Servlet18

清单2.2 Servlet计算请求数量而没有必要的同步（不要这样做）19

清单2.3 惰性初始化中存在竞争条件（不要这样做）21

清单2.4 Servlet使用AtomicLong统计请求数23

清单2.5 没有正确原子化的Servlet试图缓存它的最新结果（不要这样做）24

清单2.6 缓存了最新结果的servlet，但响应性令人无法接受（不要这样做）26

清单2.7 如果内部锁不是可重入的，代码将死锁27

清单2.8 缓存最新请求和结果的servlet31

清单3.1 在没有同步的情况下共享变量（不要这样做）34

清单3.2 非线程安全的可变整数访问器36

清单3.3 线程安全的可变整数访问器36

清单3.4 数绵羊39

清单3.5 发布对象40

清单3.6 允许内部可变的数据逸出（不要这样做）40

清单3.7 隐式地允许this引用逸出（不要这样做）41

清单3.8 使用工厂方法防止this引用在构造期间逸出42

清单3.9 本地的基本类型和引用类型的变量的线程限制44

清单3.10 使用Thread Local确保线程封闭性45

清单3.11 构造于底层可变对象之上的不可变类47

清单3.12 在不可变的容器中缓存数字和它的因数49

清单3.13 使用到不可变容器对象的volatile类型引用，缓存最新的结果50

清单3.14 在没有适当的同步的情况下就发布对象（不要这样做）50

清单3.15 如果Holder没有被正确发布，它将处于失败的风险中51

清单4.1 使用Java监视器模式的简单线程安全计数器56

清单4.2 使用限制确保线程安全59

清单4.3 私有锁保护状态61

清单4.4 基于监视器的机动车追踪器实现63

清单4.5 类似于java.awt.Point的可变Point64

清单4.6 DelegatingVehicleTracker使用不可变的Point类64

清单4.7 将线程安全委托到ConcurrentHashMap65

清单4.8 返回location集的静态拷贝，而非“现场（live）”的66

清单4.9 委托线程安全到多个底层的状态变量66

清单4.10 NumberRange类没有完整地保护它的不变约束（不要这样做）67

清单4.11 可变的线程安全Point类69

清单4.12 安全发布底层状态的机动车追踪器70

清单4.13 扩展的Vector包含一个“缺少即加入”方法72

清单4.14 非线程安全的“缺少即加入”实现（不要这样做）72

清单4.15 使用客户端加锁实现的“缺少即加入”73

清单4.16 使用组合（composition）实现“缺少即加入”74

清单5.1 操作Vector的复合操作可能导致混乱的结果80

清单5.2 使用客户端加锁，对Vector进行复合操作81

清单5.3 迭代中可能抛出的ArrayIndexOutOfBoundsException81

清单5.4 使用客户端加锁进行迭代82

清单5.5 用Iterator对List进行迭代82

清单5.6 迭代隐藏在字符串的拼接中（不要这样做）84

清单5.7 ConcurrentMap接口87

清单5.8 桌面搜索应用程序中的生产者和消费者91

清单5.9 开始桌面搜索92

清单5.10 恢复中断状态，避免掩盖中断94

清单5.11 在时序测试中，使用CountDownLatch来启动和停止线程96

清单5.12 使用FutureTask预载稍后需要的数据97

清单5.13 Throwable强制转换为RuntimeException98

清单5.14 使用信号量来约束容器100

清单5.15 在一个细胞的自动系统中用CyclicBarrier协调计算102

清单5.16 尝试使用HashMap和同步来初始化缓存103

清单5.17 用ConcurrentHashMap替换HashMap105

清单5.18 用FutureTask记录包装器106

清单5.19 Memoizer最终实现108

清单5.20 使用Memoizer为因式分解的servlet缓存结果109

清单6.1 顺序化的Web Server114

清单6.2 Web Server为每个请求启动一个新的线程115

清单6.3 Executor接口117

清单6.4 使用线程池的Web server118

清单6.5 为每个任务启动一个新线程的Executor118

清单6.6 Executor在调用线程中同步地执行所有任务119

清单6.7 ExecutorService中的生命周期方法121

清单6.8 支持关闭操作的Web Server122

清单6.9 Timer的混乱行为124

清单6.10 顺序地渲染页面元素125

清单6.11 Callable interface和Future interface126

清单6.12 ThreadPoolExecutor中newTaskFor的默认实现126

清单6.13 使用Future等待图像下载128

清单6.14 ExecutorCompletionService使用的QueueingFuture类129

清单6.15 使用CompletionService渲染可用的页面元素130

清单6.16 在预定时间内获取广告信息132

清单6.17 在预定时间内请求旅游报价134

清单7.1 使用volatile域保存取消状态137

清单7.2 生成素数的程序运行一秒钟137

清单7.3 不可靠的取消把生产者置于阻塞的操作中（不要这样做）139

清单7.4 线程的中断方法139

清单7.5 通过使用中断进行取消141

清单7.6 向调用者传递InterruptedException143

清单7.7 不可取消的任务在退出前保存中断144

清单7.8 在外部线程中安排中断（不要这样做）145

清单7.9 在一个专门的线程中中断任务146

清单7.10 通过Future来取消任务147

清单7.11 在Thread中，通过覆写interrupt来封装非标准取消149

清单7.12 用newTaskFor封装任务中非标准取消151

清单7.13 不支持关闭的生产者-消费者日志服务152

清单7.14 向日志服务添加不可靠的关闭支持153

清单7.15 向LogWriter添加可靠的取消154

清单7.16 使用ExecutorService的日志服务155

清单7.17 使用致命药丸来关闭156

清单7.18 IndexingService的生产者线程157

清单7.19 IndexingService的消费者线程157

清单7.20 使用私有Executor，将它的寿命限定于一次方法调用中158

清单7.21 关闭之后，ExecutorService获取被取消的任务159

清单7.22 使用TrackingExecutorService为后续执行来保存未完成的任务160

清单7.23 典型线程池的工作者线程的构建162

清单7.24 UncaughtExceptionHandler接口163

清单7.25 UncaughtExceptionHandler将异常写入日志163

清单7.26 注册关闭钩子来停止日志服务165

清单8.1 在单线程化的Executor中死锁的任务（不要这样做）169

清单8.2 ThreadPoolExecutor通用的构造函数172

清单8.3 创建一个可变长的线程池，使用受限队列和“调用者运行”饱和策略。175

清单8.4 使用Semaphore来遏制任务的提交176

清单8.5 ThreadFactory接口176

清单8.6 定制的线程工厂177

清单8.7 自定义的线程基类178

清单8.8 修改一个标准工厂方法创建的Executor179

清单8.9 扩展线程池以提供日志和计时功能180

清单8.10 把顺序执行转换为并行执行181

清单8.11 把顺序递归转换为并行递归182

清单8.12 等待并行运算的结果182

清单8.13 类似于“搬箱子”谜题的抽象183

清单8.14 谜题解决者框架的链节点184

清单8.15 顺序化的谜题解决者185

清单8.16 并发版的谜题解决者186

清单8.17 ConcurrentPuzzleSolver使用可携带结果的闭锁187

清单8.18 能够感知任务不存在的解决者188

清单9.1 使用Executor实现的SwingUtilities193

清单9.2 构建于SwingUtilities之上的Executor194

清单9.3 简单的事件监听器194

清单9.4 将耗时任务绑定到可视化组件196

清单9.5 提供用户反馈的耗时任务196

清单9.6 取消耗时任务197

清单9.7 支持取消、完成和进度通知的后台任务类199

清单9.8 在BackgroundTask中启动一个耗时的、可取消的任务200

清单10.1 简单的锁顺序死锁（不要这样做）207

清单10.2 动态加锁顺序产生的死锁（不要这样做）208

清单10.3 制定锁的顺序来避免死锁209

清单10.4 开始一个循环，它在典型条件下制定死锁210

清单10.5 协作对象问的锁顺序死锁（不要这样做）212

清单10.6 使用开放调用来避免协作对象之间的死锁214

清单10.7 发生死锁后线程转储的部分信息217

清单11.1 串行访问任务队列227

清单11.2 徒劳的同步（不要这样做）230

清单11.3 锁省略的候选程序231

清单11.4 持有锁超过必要的时间233

清单11.5 减少锁持续的时间234

清单11.6 应当分拆锁的候选程序236

清单11.7 使用分拆的锁重构ServerStatus236

清单11.8 基于哈希的map中使用分离锁238

清单12.1 利用Semaphore实现的有限缓存249

清单12.2 BoundedBuffer的基本单元测试250

清单12.3 测试阻塞与响应中断252

清单12.4 适用于测试的中等品质的随机数生成器253

清单12.5 BoundedBuffer的生产者-消费者测试程序255

清单12.6 PutTakeTest中的生产者和消费者类256

清单12.7 测试资源泄漏258

清单12.8 用于测试ThreadPoolExecutor的线程工厂258

清单12.9 验证线程池扩展的测试方法259

清单12.10 使用Thread.yield产生更多的交替操作260

清单12.11 基于关卡的计时器261

清单12.12 使用基于关卡的计时器进行测试262

清单12.13 TimedPutTakeTest的驱动程序262

清单13.1 Lock接口277

清单13.2 使用ReentrantLock保护对象状态278

清单13.3 使用tryLock避免锁顺序死锁280

清单13.4 具有预定时间的锁281

清单13.5 可中断的锁获取请求281

清单13.6 ReadWriteLock接口286

清单13.7 用读写锁包装的Map288

清单14.1 状态依赖的可阻塞行为的结构292

清单14.2 有限缓存不同实现的基类293

清单14.3 如果有限缓存不满足先验条件，会停滞不前294

清单14.4 调用GrumpyBoundedBuffer的客户端逻辑294

清单14.5 有限缓存使用了拙劣的阻塞296

清单14.6 有限缓存使用条件队列298

清单14.7 状态依赖方法的规范式301

清单14.8 在BoundedBuffer.put中使用“依据条件通知”304

清单14.9 使用wait和notifyAll实现可重关闭的阀门305

清单14.10 Conditon接口307

清单14.11 有限缓存使用显式的条件变量309

清单14.12 使用lock实现的计数信号量310

清单14.13 AQS中获取和释放操作的规范式312

清单14.14 二元闭锁使用AbstractQueuedSynchronizer313

清单14.15 非公平的ReentrantLock中tryAcquire的实现315

清单14.16 Semaphore的tryAcquireShared和tryAcquireShared方法316

清单15.1 模拟CAS操作322

清单15.2 使用CAS实现的非阻塞计数器323

清单15.3 使用CAS避免多元的不变约束326

清单15.4 使用ReentrantLock实现随机数字生成器327

清单15.5 使用AtomicInteger实现随机数字生成器327

清单15.6 使用Treiber算法（Treiber,1986）的非阻塞栈331

清单15.7 Michael-Scott非阻塞队列算法中的插入（Michael与Scott,1996）334

清单15.8 在ConcurrentLinkedQueue中使用原子化的域更新器335

清单16.1 没有充分同步的程序可以产生令人惊讶的结果（不要这样做）340

清单16.2 FutureTask的内部类示范了如何“驾驭”同步343

清单16.3 不安全的惰性初始化（不要这样做）345

清单16.4 线程安全的惰性初始化347

清单16.5 主动初始化347

清单16.6 惰性初始化holder类技巧348

清单16.7 检查锁反模式（不要这样做）349

清单16.8 不可变对象的初始化安全性350