目　　錄



第1章　Java線程的實踐及原理揭秘1
1.1　如何理解系統(tǒng)并發(fā)1
1.2　系統(tǒng)如何支撐高并發(fā)2
1.3　線程的前世今生3
1.3.1　大白話理解進程和線程3
1.3.2　線程的核心價值5
1.3.3　如何理解并發(fā)和并行6
1.4　在Java中如何使用多線程6
1.4.1　實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程6
1.4.2　繼承Thread類創(chuàng)建線程7
1.4.3　實現(xiàn)Callable接口并創(chuàng)建帶返回值的線程7
1.5　多線程如何應用到實際場景8
1.5.1　ServerSocket9
1.5.2　SocketThread10
1.6　多線程的基本原理11
1.7　線程的運行狀態(tài)11
1.7.1　線程運行狀態(tài)演示12
1.7.2　線程運行狀態(tài)流轉(zhuǎn)圖14
1.8　如何正確終止線程15
1.8.1　關(guān)于安全中斷線程的思考17
1.8.2　安全中斷線程之interrupt17
1.8.3　如何中斷處于阻塞狀態(tài)下的線程18
1.8.4　interrupt()方法的實現(xiàn)原理21
1.9　理解上下文切換帶來的性能影響24
1.9.1　上下文切換帶來的問題25
1.9.2　什么是上下文切換27
1.9.3　如何減少上下文切換29
1.10　揭秘守護線程30
1.10.1　守護線程的應用場景32
1.10.2　守護線程使用注意事項32
1.11　快速定位并解決線程導致的生產(chǎn)問題33
1.11.1　死鎖導致請求無法響應35
1.11.2　CPU占用率很高，響應很慢36
1.12　本章小結(jié)38
第2章　深度揭秘synchronized實現(xiàn)原理39
2.1　揭秘多線程環(huán)境下的原子性問題40
2.1.1　深入分析原子性問題的本質(zhì)41
2.1.2　關(guān)于原子性問題的解決辦法43
2.2　Java中的synchronized同步鎖44
2.2.1　synchronized的使用方法44
2.2.2　了解synchronized同步鎖的作用范圍45
2.3　關(guān)于synchronized同步鎖的思考49
2.4　synchronzied同步鎖標記存儲分析49
2.4.1　揭秘Mark Word的存儲結(jié)構(gòu)50
2.4.2　圖解分析對象的實際存儲52
2.4.3　通過ClassLayout查看對象內(nèi)存布局53
2.4.4　Hotspot虛擬機中對象存儲的源碼57
2.5　synchronized的鎖類型59
2.5.1　偏向鎖的原理分析60
2.5.2　輕量級鎖的原理分析64
2.5.3　重量級鎖的原理分析65
2.6　關(guān)于CAS機制的實現(xiàn)原理分析68
2.6.1　CAS在AtomicInteger中的應用70
2.6.2　CAS實現(xiàn)自旋鎖72
2.6.3　CAS在JVM中的實現(xiàn)原理分析73
2.7　鎖升級的實現(xiàn)流程76
2.7.1　偏向鎖的實現(xiàn)原理77
2.7.2　輕量級鎖的實現(xiàn)原理82
2.7.3　重量級鎖的實現(xiàn)原理86
2.8　synchronized使用不當帶來的死鎖問題89
2.8.1　死鎖的案例分析90
2.8.2　死鎖產(chǎn)生的必要條件92
2.8.3　如何解決死鎖問題92
2.9　本章小結(jié)96
第3章　volatile為什么能解決可見性和有序性問題97
3.1　關(guān)于線程的可見性問題分析97
3.1.1　思考導致問題的原因98
3.1.2　volatile關(guān)鍵字解決可見性問題99
3.2　深度理解可見性問題的本質(zhì)100
3.2.1　如何化提升CPU利用率100
3.2.2　詳述CPU高速緩存101
3.2.3　CPU緩存一致性問題107
3.2.4　總結(jié)可見性問題的本質(zhì)111
3.3　volatile如何解決可見性問題112
3.4　指令重排序?qū)е碌目梢娦詥栴}113
3.4.1　什么是指令重排序114
3.4.2　as-if-serial語義116
3.5　從CPU層面深度剖析指令重排序的本質(zhì)117
3.5.1　CPU優(yōu)化Store Buffers117
3.5.2　CPU優(yōu)化Store Forwarding119
3.5.3　CPU優(yōu)化Invalidate Queues122
3.6　通過內(nèi)存屏障解決內(nèi)存系統(tǒng)重排序問題125
3.6.1　內(nèi)存屏障詳解125
3.6.2　通過內(nèi)存屏障防止重排序127
3.6.3　不同CPU的重排序規(guī)則128
3.6.4　總結(jié)CPU層面的可見性問題129
3.7　Java Memory Mode129
3.7.1　從JVM和硬件層面理解Java Memory Mode130
3.7.2　JVM提供的內(nèi)存屏障指令133
3.8　揭秘volatile實現(xiàn)原理136
3.9　Happens-Before模型138
3.9.1　程序順序規(guī)則138
3.9.2　傳遞性規(guī)則139
3.9.3　volatile變量規(guī)則139
3.9.4　監(jiān)視器鎖規(guī)則140
3.9.5 start規(guī)則141
3.9.6　join規(guī)則141
3.10　本章小結(jié)142
第4章　深入淺出分析J.U.C中的重入鎖和讀寫鎖143
4.1　J.U.C中與鎖相關(guān)的API143
4.1.1　ReentrantLock的基本應用144
4.1.2　ReentrantReadWriteLock的基本應用145
4.1.3　StampedLock的基本應用147
4.2　ReentrantLock的設(shè)計猜想149
4.2.1　鎖的互斥，必須要競爭同一個共享變量150
4.2.2　沒有競爭到鎖的線程，需要阻塞151
4.2.3　需要一個容器存儲被阻塞的線程151
4.3　ReentrantLock實現(xiàn)原理分析151
4.4　AbstractQueuedSynchronizer152
4.5　ReentrantLock源碼分析154
4.5.1　ReentrantLock.lock()方法154
4.5.2　AbstractQueuedSynchronizer.acquire()方法156
4.5.3 NonfairSync.tryAcquire()方法156
4.5.4　ReentrantLock.nofairTryAcquire()方法157
4.5.5　AbstractQueuedSynchronizer.addWaiter()方法158
4.5.6　AQS.acquireQueued()方法159
4.6　ReentrantLock釋放鎖源碼分析162
4.6.1　ReentrantLock.tryRelease()方法163
4.6.2　unparkSuccessor()方法163
4.6.3　釋放鎖的線程繼續(xù)執(zhí)行164
4.7　分析ReentrantReadWriteLock類的原理166
4.7.1　WriteLock鎖競爭原理167
4.7.2　ReadLock鎖競爭原理170
4.7.3　ReentrantReadWriteLock中的鎖降級177
4.8　StampedLock的原理分析179
4.8.1　核心內(nèi)部類分析180
4.8.2　StampedLock原理圖解182
4.8.3　StampedLock鎖升級184
4.9　本章小結(jié)187
第5章　從線程通信來窺探并發(fā)中的條件等待機制188
5.1　wait/notify189
5.1.1　wait()/notify()方法使用實戰(zhàn)189
5.1.2　圖解生產(chǎn)者/消費者192
5.1.3　wait()/notify()方法的原理193
5.1.4　wait()/notify()方法為什么要加同步鎖195
5.2　通過Thread.join獲取線程執(zhí)行結(jié)果195
5.2.1　Thread.join()方法的執(zhí)行流程196
5.2.2　Thread.join()方法的實現(xiàn)原理196
5.3　J.U.C中的條件控制Condition198
5.3.1　Condition的基本應用199
5.3.2　基于Condition的手寫阻塞隊列201
5.4　Condition的設(shè)計猜想203
5.5 Condition的源碼分析203
5.5.1　Condition.await()方法204
5.5.2　Condition.signal()方法208
5.5.3　鎖競爭成功后的執(zhí)行流程210
5.6　本章小結(jié)213
第6章　J.U.C并發(fā)工具集實戰(zhàn)及原理分析214
6.1　CountDownLatch簡單介紹214
6.1.1　CountDownLatch的基本使用215
6.1.2 CountDownLatch運行流程216
6.1.3　如何落地到實際應用216
6.1.4　CountDownLatch的其他用法220
6.2　CountDownLatch底層原理221
6.2.1　讓線程等待的await()方法到底做了什么222
6.2.2　深入分析countDown()方法源碼224
6.2.3　線程被喚醒后的執(zhí)行邏輯228
6.3　Semaphore230
6.3.1　Semaphore使用案例231
6.3.2　Semaphore方法及場景說明232
6.4　Semaphore原理分析233
6.4.1　Semaphore令牌獲取過程分析233
6.4.2　Semaphore令牌釋放過程分析236
6.5　CyclicBarrier237
6.5.1　CyclicBarrier的基本使用237
6.5.2　基本原理分析239
6.6　CyclicBarrier實現(xiàn)原理及源碼239
6.6.1　await()方法241
6.6.2　reset()方法244
6.7　本章小結(jié)244
第7章　深度探索并發(fā)編程不得不知的工具245
7.1　初步認識ThreadLocal245
7.2　ThreadLocal的應用場景分析247
7.3　ThreadLocal解決SimpleDateFormat線程安全問題249
7.3.1 SimpleDateFormat線程安全問題的原理250
7.3.2　ThreadLocal實現(xiàn)線程安全性253
7.4　ThreadLocal實現(xiàn)原理分析254
7.4.1　set()方法源碼分析255
7.4.2　get()方法源碼分析265
7.4.3　ThreadLocal內(nèi)存泄漏266
7.5　任務拆分與聚合Fork/Join269
7.5.1 Fork/Join的核心API說明269
7.5.2　Fork/Join的基本使用270
7.6 Fork/Join的實現(xiàn)原理272
7.6.1 WorkQueue的原理274
7.6.2 工作竊取算法275
7.7　Fork/Join的核心源碼分析275
7.7.1 任務提交過程詳解276
7.7.2　喚醒或者創(chuàng)建工作線程281
7.7.3　工作線程和工作隊列的綁定283
7.7.4　ForkJoinWorkerThread運行過程285
7.8 使用Fork/Join解決實際問題286
7.8.1　項目結(jié)構(gòu)說明286
7.8.2　ILoadDataProcessor287
7.8.3 AbstractLoadDataProcessor288
7.8.4　業(yè)務服務類288
7.8.5　Item聚合任務服務289
7.8.6 ComplexTradeTaskService291
7.8.7 測試代碼292
7.9　本章小結(jié)293
第8章　深度剖析阻塞隊列的設(shè)計原理及實現(xiàn)294
8.1　什么是阻塞隊列294
8.2　Java中提供的阻塞隊列295
8.3　阻塞隊列中提供的方法296
8.4　阻塞隊列的使用297
8.4.1　生產(chǎn)者/消費者模型代碼297
8.4.2　圖解阻塞隊列實現(xiàn)原理299
8.5 阻塞隊列應用實戰(zhàn)299
8.5.1　基于阻塞隊列的責任鏈源碼300
8.5.2　阻塞隊列實戰(zhàn)場景總結(jié)304
8.6　詳解J.U.C中阻塞隊列的使用305
8.6.1　基于數(shù)組結(jié)構(gòu)的阻塞隊列ArrayBlockingQueue305
8.6.2　基于鏈表的阻塞隊列LinkedBlockingQueue306
8.6.3　優(yōu)先級阻塞隊列PriorityBlockingQueue308
8.6.4　延遲阻塞隊列DelayQueue310
8.6.5　無存儲結(jié)構(gòu)的阻塞隊列SynchronousQueue314
8.6.6　阻塞隊