图灵程序设计丛书《图解Java多线程设计模式》PDF下载

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本书通过具体的Java 程序,以浅显易懂的语言逐一说明了多线程和并发处理中常用的12 种设计模式。内容涉及线程的基础知识、线程的启动与终止、线程间的互斥处理与协作、线程的有效应用、线程的数量管理以及性能优化的注意事项等。此外,还介绍了一些多线程编程时容易出现的失误,以及多线程程序的阅读技巧等。在讲解过程中,不仅以图配文,理论结合实例,而且提供了运用模式解决具体问题的练习题和答案,帮助读者加深对多线程和并发处理的理解,并掌握其使用技巧。

序章1 Java线程  1
I1.1 Java线程  2
I1.2 何谓线程  2
明为跟踪处理流程,实为跟踪线程  2
单线程程序  3
多线程程序  4
Thread类的run方法和start方法  5
I1.3 线程的启动  9
线程的启动(1)——利用Thread类的子类  9
线程的启动(2)——利用Runnable接口  10
I1.4 线程的暂停  12
I1.5 线程的互斥处理  13
synchronized方法  14
synchronized代码块  17
I1.6 线程的协作  18
等待队列——线程休息室  19
wait方法——将线程放入等待队列  19
notify方法——从等待队列中取出线程  21
notifyAll方法——从等待队列中取出所有线程  23
wait、notify、notifyAll是Object类的方法  24
I1.7 线程的状态迁移  24
I1.8 线程相关的其他话题  26
I1.9 本章所学知识  26
I1.10  练习题  26
序章2 多线程程序的评价标准  31
I2.1 多线程程序的评价标准  32
安全性——不损坏对象  32
生存性——必要的处理能够被执行  32
可复用性——类可重复利用  33
性能——能快速、大批量地执行处理  33
评价标准总结  33
I2.2 本章所学知识  34
I2.3 练习题  34
第1章  Single Threaded Execution模式——能通过这座桥的只有一个人  35
1.1 Single Threaded Execution模式  36
1.2 示例程序1:不使用Single Threaded Execution模式的程序  36
Main类  37
非线程安全的Gate类  37
UserThread类  38
执行起来看看……出错了  39
为什么会出错呢  40
1.3 示例程序2:使用Single Threaded Execution模式的程序  41
线程安全的Gate类  41
synchronized的作用  42
1.4 Single Threaded Execution模式中的登场角色  43
1.5 拓展思路的要点  44
何时使用(可使用Single Threaded Execution模式的情况)  44
生存性与死锁  45
可复用性和继承反常  46
临界区的大小和性能  46
1.6 相关的设计模式  47
Guarded Suspension模式  47
Read-Write Lock模式  47
Immutable模式  47
Thread-Specific Storage模式  48
1.7 延伸阅读1:关于synchronized  48
synchronized语法与Before/After模式  48
synchronized在保护着什么  49
该以什么单位来保护呢  50
使用哪个锁保护  50
原子操作  51
long与double的操作不是原子的  51
1.8 延伸阅读2:java.util.concurrent包和计数信号量  52
计数信号量和Semaphore类  52
使用Semaphore类的示例程序  52
1.9 本章所学知识  55
1.10  练习题  55
第2章  Immutable模式——想破坏也破坏不了  61
2.1 Immutable模式  62
2.2 示例程序  62
使用Immutable模式的Person类  62
Main类  63
PrintPersonThread类  63
2.3 Immutable模式中的登场角色  65
2.4 拓展思路的要点  66
何时使用(可使用Immutable模式的情况)  66
考虑成对的mutable类和immutable类 [性能]  66
为了确保不可变性 [可复用性]  67
标准类库中用到的Immutable模式  67
2.5 相关的设计模式  69
Single Threaded Execution模式  69
Read-Write Lock模式  69
Flyweight模式  69
2.6 延伸阅读1:final  69
final的含义  69
2.7 延伸阅读2:集合类与多线程  71
示例1:非线程安全的java.util.ArrayList类  71
示例2:利用Collections.synchronizedList方法所进行的同步  74
示例3:使用copy-on-write的java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList类  75
2.8 本章所学知识  76
2.9 练习题  77
第3章  Guarded Suspension模式——等我准备好哦  81
3.1 Guarded Suspension模式  82
3.2 示例程序  82
Request类  83
RequestQueue类  84
ClientThread类  85
ServerThread类  85
Main类  86
java.util.Queue与java.util.LinkedList的操作  87
getRequest详解  87
putRequest详解  89
synchronized的含义  89
wait与锁  89
3.3 Guarded Suspension模式中的登场角色  90
3.4 拓展思路的要点  91
附加条件的synchronized  91
多线程版本的if  91
忘记改变状态与生存性  91
wait与notify/notifyAll的责任 [可复用性]  91
各种称呼  91
使用java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue的示例程序  93
3.5 相关的设计模式  94
Single Threaded Execution模式  94
Balking模式  94
Producer-Consumer模式  94
Future模式  94
3.6 本章所学知识  95
3.7 练习题  95
第4章  Balking模式——不需要就算了  99
4.1 Balking模式  100
4.2 示例程序  100
Data类  100
SaverThread类  102
ChangerThread类  102
Main类  103
4.3 Balking模式中的登场角色  105
4.4 拓展思路的要点  106
何时使用(可使用Balking模式的情况)  106
balk结果的表示方式  107
4.5 相关的设计模式  107
Guarded Suspension模式  107
Observer模式  107
4.6 延伸阅读:超时  108
Balking模式和Guarded Suspension模式之间  108
wait何时终止呢  108
guarded timed的实现(使用wait)  109
synchronized中没有超时,也不能中断  110
java.util.concurrent中的超时  111
4.7 本章所学知识  111
4.8 练习题  112
第5章  Producer-Consumer模式——我来做,你来用  115
5.1 Producer-Consumer模式  116
5.2 示例程序  116
Main类  116
MakerThread类  117
EaterThread类  118
Table类  118
解读put方法  120
解读take方法  121
5.3 Producer-Consumer模式中的登场角色  122
5.4 拓展思路的要点  123
守护安全性的Channel角色(可复用性)  123
不可以直接传递吗  124
Channel角色的剩余空间所导致的问题  124
以什么顺序传递Data角色呢  125
“存在中间角色”的意义  125
Consumer角色只有一个时会怎么样呢  126
5.5 相关的设计模式  126
Mediator模式  126
Worker Thread模式  126
Command模式  126
Strategy模式  127
5.6 延伸阅读1:理解InterruptedException异常  127
可能会花费时间,但可以取消  127
加了throws InterruptedException的方法  127
sleep方法和interrupt方法  128
wait方法和interrupt方法  128
join方法和interrupt方法  129
interrupt方法只是改变中断状态  129
isInterrupted方法——检查中断状态  130
Thread.interrupted方法——检查并清除中断状态  130
不可以使用Thread类的stop方法  130
5.7 延伸阅读2:java.util.concurrent包和Producer-Consumer模式  131
java.util.concurrent包中的队列  131
使用java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue的示例程序  132
使用java.util.concurrent.Exchanger类交换缓冲区  133
5.8 本章所学知识  136
5.9 练习题  137
第6章  Read-Write Lock模式——大家一起读没问题,但读的时候不要写哦  141
6.1 Read-Write Lock模式  142
6.2 示例程序  142
Main类  143
Data类  143
WriterThread类  146
ReaderThread类  146
ReadWriteLock类  147
执行起来看看  149
守护条件的确认  150
6.3 Read-Write Lock模式中的登场角色  151
6.4 拓展思路的要点  153
利用“读取”操作的线程之间不会冲突的特性来提高程序性能  153
适合读取操作繁重时  153
适合读取频率比写入频率高时  153
锁的含义  153
6.5 相关的设计模式  154
Immutable模式  154
Single Threaded Execution模式  154
Guarded Suspension模式  154
Before/After模式  154
Strategized Locking模式  154
6.6 延伸阅读:java.util.concurrent.locks包和Read-Write Lock模式  154
java.util.concurrent.locks包  154
使用java.util.concurrent.locks的示例程序  155
6.7 本章所学知识  156
6.8 练习题  157
第7章  Thread-Per-Message模式——这项工作就交给你了  163
7.1 Thread-Per-Message模式  164
7.2 示例程序  164
Main类  164
Host类  165
Helper类  166
7.3 Thread-Per-Message模式中的登场角色  168
7.4 拓展思路的要点  169
提高响应性,缩短延迟时间  169
适用于操作顺序没有要求时  169
适用于不需要返回值时  169
应用于服务器  169
调用方法+启动线程→发送消息  170
7.5 相关的设计模式  170
Future模式  170
Worker Thread模式  170
7.6 延伸阅读1:进程与线程  171
7.7 延伸阅读2:java.util.concurrent包和Thread-Per-Message模式  171
java.lang.Thread类  171
java.lang.Runnable接口  172
java.util.concurrent.ThreadFactory接口  173
java.util.concurrent.Executors类获取的ThreadFactory  174
java.util.concurrent.Executor接口  175
java.util.concurrent.ExecutorService接口  176
java.util.concurrent.ScheduledExecutorService类  177
总结  178
7.8 本章所学知识  180
7.9 练习题  180
第8章  Worker Thread模式——工作没来就一直等,工作来了就干活  187
8.1 Worker Thread模式  188
8.2 示例程序  188
Main类  189
ClientThread类  190
Request类  190
Channel类  191
WorkerThread类  192
8.3 Worker Thread模式中的登场角色  193
8.4 拓展思路的要点  195
提高吞吐量  195
容量控制  195
调用与执行的分离  196
Runnable接口的意义  197
多态的Request角色  198
独自一人的Worker角色  199
8.5 相关的设计模式  199
Producer-Consumer模式  199
Thread-Per-Message模式  199
Command模式  199
Future模式  199
Flyweight模式  199
Thread-Specific Storage模式  200
Active Ojbect模式  200
8.6 延伸阅读1:Swing事件分发线程  200
什么是事件分发线程  200
事件分发线程只有一个  200
事件分发线程调用监听器  201
注册监听器的意义  201
事件分发线程也负责绘制界面  201
javax.swing.SwingUtilities类  202
Swing的单线程规则  203
8.7 延伸阅读2:java.util.concurrent包和Worker Thread模式  204
ThreadPoolExecutor类  204
通过java.util.concurrent包创建线程池  205
8.8 本章所学知识  207
8.9 练习题  208
第9章  Future模式——先给您提货单  211
9.1 Future模式  212
9.2 示例程序  212
Main类  214
Host类  214
Data接口  215
FutureData类  216
RealData类  217
9.3 Future模式中的登场角色  218
9.4 拓展思路的要点  219
吞吐量会提高吗  219
异步方法调用的“返回值”  220
“准备返回值”和“使用返回值”的分离  220
变种——不让主线程久等的Future角色  220
变种——会发生变化的Future角色  221
谁会在意多线程呢?“可复用性”  221
回调与Future模式  221
9.5 相关的设计模式  222
Thread-Per-Message模式  222
Builder模式  222
Proxy模式  222
Guarded Suspension模式  222
Balking模式  222
9.6 延伸阅读:java.util.concurrent包与Future模式  222
java.util.concurrent包  222
使用了java.util.concurrent包的示例程序  223
9.7 本章所学知识  226
9.8 练习题  226
第10章  Two-Phase Termination模式——先收拾房间再睡觉  231
10.1 Two-Phase Termination模式  232
10.2 示例程序  233
CountupThread类  234
Main类  236
10.3 Two-Phase Termination模式中的登场角色  237
10.4 拓展思路的要点  238
不能使用Thread类的stop方法  238
仅仅检查标志是不够的  239
仅仅检查中断状态是不够的  239
在长时间处理前检查终止请求  239
join方法和isAlive方法  240
java.util.concurrent.ExecutorService接口与Two-Phase Termination模式  240
要捕获程序整体的终止时  241
优雅地终止线程  243
10.5 相关的设计模式  243
Before/After模式  243
Multiphase Cancellation模式  243
Multi-Phase Startup模式  244
Balking模式  244
10.6 延伸阅读1:中断状态与InterruptedException异常的相互转换  244
中断状态→InterruptedException异常的转换  244
InterruptedException异常→中断状态的转换  245
InterruptedException异常→InterruptedException异常的转换  245
10.7 延伸阅读2:java.util.concurrent包与线程同步  246
java.util.concurrent.CountDownLatch类  246
java.util.concurrent.CyclicBarrier类  249
10.8 本章所学知识  253
10.9 练习题  253
第11章  Thread-Specific Storage模式——一个线程一个储物柜  263
11.1 Thread-Specific Storage模式  264
11.2 关于java.lang.ThreadLocal类  264
java.lang.ThreadLocal就是储物间  264
java.lang.ThreadLocal与泛型  265
11.3 示例程序1:不使用Thread-Specific Storage模式的示例  265
Log类  266
Main类  266
11.4 示例程序2:使用了Thread-Specific Storage模式的示例  267
线程特有的TSLog类  268
Log类  269
ClientThread类  270
Main类  271
11.5 Thread-Specific Storage模式中的登场角色  272
11.6 拓展思路的要点  274
局部变量与java.lang.ThreadLocal类  274
保存线程特有的信息的位置  275
不必担心其他线程访问  275
吞吐量的提高很大程序上取决于实现方式  276
上下文的危险性  276
11.7 相关的设计模式  277
Singleton模式  277
Worker Thread模式  277
Single Threaded Execution模式  277
Proxy模式  277
11.8 延伸阅读:基于角色与基于任务  277
主体与客体  277
基于角色的考虑方式  278
基于任务的考虑方式  278
实际上两种方式是综合在一起的  279
11.9 本章所学知识  279
11.10  练习题  280
第12章  Active Object模式——接收异步消息的主动对象  283
12.1 Active Object模式  284
12.2 示例程序1 284
调用方:Main类  287
调用方:MakerClientThread类  288
调用方:DisplayClientThread类  289
主动对象方:ActiveObject接口  289
主动对象方:ActiveObjectFactory类  290
主动对象方:Proxy类  290
主动对象方:SchedulerThread类  291
主动对象方:ActivationQueue类  292
主动对象方:MethodRequest类  293
主动对象方:MakeStringRequest类  294
主动对象方:DisplayStringRequest类  295
主动对象方:Result类  295
主动对象方:FutureResult类  296
主动对象方:RealResult类  296
主动对象方:Servant类  297
示例程序1的运行  297
12.3 ActiveObject模式中的登场角色  298
12.4 拓展思路的要点  304
到底做了些什么事情  304
运用模式时需要考虑问题的粒度  304
关于并发性  304
增加方法  305
Scheduler角色的作用  305
主动对象之间的交互  306
通往分布式——从跨越线程界线变为跨越计算机界线  306
12.5 相关的设计模式  306
Producer-Consumer模式  306
Future模式  307
Worker Thread模式  307
Thread-Specific Storage模式  307
12.6 延伸阅读:java.util.concurrent包与Active Object模式  307
类与接口  307
调用方:Main类  309
调用方:MakerClientThread类  309
调用方:DisplayClientThread类  310
主动对象方:ActiveObject接口  311
主动对象方:ActiveObjectFactory类  311
主动对象:ActiveObjectImpl类  312
示例程序2的运行  313
12.7 本章所学知识  314
12.8 练习题  315
第13章  总结——多线程编程的模式语言  321
13.1 多线程编程的模式语言  322
模式与模式语言  322
13.2 Single Threaded Execution模式
——能通过这座桥的只有一个人  323
13.3 Immutable模式
——想破坏也破坏不了  324
13.4 Guarded Suspension模式
——等我准备好哦  325
13.5 Balking模式
——不需要就算了  326
13.6 Producer-Consumer模式
——我来做,你来用  327
13.7 Read-Write Lock模式
——大家一起读没问题,但读的时候不要写哦  328
13.8 Thread-Per-Message模式
——这项工作就交给你了  329
13.9 Worker Thread模式
——工作没来就一直等,工作来了就干活  330
13.10  Future模式
——先给您提货单  330
13.11 Two-Phase Termination模式
——先收拾房间再睡觉  331
13.12 Thread-Specific Storage模式
——一个线程一个储物柜  332
13.13 Active Object模式
——接收异步消息的主动对象  333
13.14 写在最后  335
附录  337
附录A 习题解答  338
附录B Java内存模型  447
附录C Java线程的优先级  467
附录D 线程相关的主要API  469
附录E java.util.concurrent包  475
附录F 示例程序的运行步骤  483
附录G 参考文献  485

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