為什么寫這本書
從大學(xué)畢業(yè)到現(xiàn)在已有11年的時(shí)間，在這11年中，我一直保持著一個(gè)習(xí)慣，將工作中用到的技術(shù)梳理成系統(tǒng)性的文檔。在項(xiàng)目的開發(fā)過程中，由于時(shí)間的緊迫性，我們對某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)的掌握往往都是比較碎片化的，系統(tǒng)化地串聯(lián)知識(shí)碎片，不僅能加深對該技術(shù)的掌握，還能方便日后快速查閱，幫助記憶。截至目前，我已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布了大約12本電子書，主要是圍繞著項(xiàng)目構(gòu)建工具、Java開發(fā)的相關(guān)技術(shù)、NoSQL、J2EE等內(nèi)容展開的。
2017年年初，很多人看過我寫的《Java
8 之Stream》電子書之后，給我發(fā)郵件，希望我寫一本能夠涵蓋Java 8 所有新特性的電子書。最開始一兩個(gè)人這樣提議的時(shí)候，我并沒有在意，后來越來越多的朋友都有類似的需求，由于寫電子書需要花費(fèi)很長的時(shí)間，于是我嘗試著將Java 8 新特性錄制成視頻教程，大概花了一個(gè)月的業(yè)余時(shí)間我錄制了40集《汪文君Java8實(shí)戰(zhàn)視頻》，視頻一經(jīng)推出收獲了非常多的好評，所幸大家都比較喜歡我的授課風(fēng)格，在過去的2017年，我一口氣錄制了11套視頻教程，超過400集（每集都在30分鐘左右），當(dāng)然也包括本書Java高并發(fā)相關(guān)的內(nèi)容。
在我的計(jì)劃中，關(guān)于Java高并發(fā)的內(nèi)容將會(huì)發(fā)布4套視頻教程，分別是：第一階段（Java多線程基礎(chǔ)），第二階段（Java內(nèi)存模型，高并發(fā)設(shè)計(jì)模式），第三階段（Java并發(fā)包JUC），第四階段（Java并發(fā)包源碼剖析AQS）。其中三個(gè)階段都已經(jīng)發(fā)布了，在今日頭條《心藍(lán)說Java》中累計(jì)播放時(shí)長超過20萬分鐘，百度云盤下載量也是超過了30萬余次。由于內(nèi)容太多，本書只涵蓋了前兩個(gè)階段的內(nèi)容，經(jīng)過了數(shù)以萬計(jì)讀者對視頻教程問題的指正，本書的寫作相對比較順利，本書內(nèi)容不僅修復(fù)了視頻講解中無法修復(fù)的缺陷，而且還加入了我對Java高并發(fā)更深一層的領(lǐng)悟和體會(huì)
本書是我第一本正式出版的書稿，關(guān)于本書的寫作可以說是一次偶然的機(jī)緣巧合，在2017年9月初，機(jī)械工業(yè)出版社華章圖書公司的策劃編輯Lisa找到了我，她覺得我的視頻內(nèi)容比較系統(tǒng)，非常適合以書稿的形式發(fā)表，我們簡單交流之后就快速敲定了本書內(nèi)容的主體結(jié)構(gòu)，圍繞著高并發(fā)視頻教程的前兩個(gè)階段展開，在今年我也會(huì)努力將高并發(fā)后兩個(gè)階段的內(nèi)容編著成書，使之盡快與讀者見面。
讀者對象
l 計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的在校學(xué)生。
l 從事Java語言的開發(fā)者。
l 從事Java系統(tǒng)架構(gòu)的架構(gòu)師。
l 使用Java作為開發(fā)語言的公司與集體。
l 開設(shè)Java課程的專業(yè)院校。
l 開設(shè)Java課程的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。
如何閱讀本書
本書主要分為四個(gè)大的主題部分，其中，第一部分主要闡述Thread的基礎(chǔ)知識(shí)，詳細(xì)介紹線程的API使用、線程安全、線程間數(shù)據(jù)通信以及如何保護(hù)共享資源等內(nèi)容，它是深入學(xué)習(xí)多線程內(nèi)容的基礎(chǔ)。
在第二部分中之所以引入ClassLoader，是因?yàn)镃lassLoader與線程不無關(guān)系，我們可以通過synchronized關(guān)鍵字，或者Lock等顯式鎖的方式在代碼的編寫階段對共享資源進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性保護(hù)，那么一個(gè)Class在完成初始化的整個(gè)過程到最后在方法區(qū)（JDK8 以后在元數(shù)據(jù)空間）其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是怎樣確保數(shù)據(jù)一致性的呢？這就需要對ClassLoader有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)和了解。
在本書的第三部分中，我們花費(fèi)了三個(gè)章節(jié)的內(nèi)容來詳細(xì)、深入地介紹volatile關(guān)鍵字的語義，volatile關(guān)鍵字在Java中非常重要，可以說它奠定了Java核心并發(fā)包的高效運(yùn)行，在這一部分中，我們通過實(shí)例展示了如何使用volatile關(guān)鍵字以及非常詳細(xì)地介紹了Java內(nèi)存模型等知識(shí)。
本書的最后一部分也就是第四部分，站在程序架構(gòu)設(shè)計(jì)的角度講解如何設(shè)計(jì)高效靈活的多線程應(yīng)用程序，第四部分應(yīng)該是內(nèi)容最多的一部分，總共包含了十五個(gè)章節(jié)。
勘誤和支持
由于作者的水平有限，編寫的時(shí)間也很倉促，書中難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤或者不準(zhǔn)確的地方，懇請讀者批評指正。如果在閱讀的過程中發(fā)現(xiàn)任何問題都?xì)g迎將您寶貴的意見發(fā)送到我的個(gè)人郵箱532500648@qq.com，我會(huì)專門在我的今日頭條 《心藍(lán)說Java》開設(shè)專欄，用于修復(fù)書中出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥的地方，我真摯地期待著您的建議和反饋。
致謝
首先要感謝我的父親，在我很小的時(shí)候，他就教育我做任何事情都要腳踏實(shí)地，一步一個(gè)腳印，做人不能浮躁，任何事情都不是一蹴而就的，這也致使我在遇到發(fā)展瓶頸的時(shí)候總能夠耐得住性子尋求突破。
在本書最后一部分編寫的過程中，我的妻子經(jīng)歷了十月懷胎為我生下了一對龍鳳胎汪子敬、汪子兮兄妹，他倆的到來讓我感覺到了初為人父的激動(dòng)與喜悅，更加體會(huì)到了為人父母的不容易，感謝我的妻子，多謝你的支持和理解，本書的出版應(yīng)該有一半你的功勞。
我還要感謝在我一路成長過程中帶給我很多幫助的同事及朋友徐景輝、Andrew
Davidson、Bonson、Winne、Wilson、龍含等，在本書還是草稿階段的時(shí)候，你們就給了我很多建設(shè)性的意見和建議。
當(dāng)然也不能忘了感謝本書的策劃編輯Lisa老師，是你直接促成了本書的誕生，在過去的半年多里，你反復(fù)不斷地幫我審稿，修改錯(cuò)別字，調(diào)整不通順的語句，你的專業(yè)水準(zhǔn)和敬業(yè)精神幫助和鼓舞著本書能夠最終順利完稿。
最后一定要感謝我所在的研發(fā)團(tuán)隊(duì)GBDS的Jack、Eachur、Jenny、Sebastian、Yuki、Kiki、Dillon、Gavin、Wendy、Josson、Echo、Ivy、Lik、Leo、Allen、Adrian、Kevin、Ken、Terrence，以及VADM的Jeffrey、Robert、Amy、Randy等，多謝你們在工作中對我的幫助。
謹(jǐn)以此書，獻(xiàn)給我最親愛的家人，以及眾多熱愛Java開發(fā)的朋友們。
汪文君（Alex Wang）
中國，廣州，2018年3月
第一部分：多線程基礎(chǔ) 20
第1章：快速認(rèn)識(shí)線程 22
1.1 線程的介紹 22
1.2 快速創(chuàng)建并啟動(dòng)一個(gè)線程 22
1.2.1 嘗試并行運(yùn)行 23
1.2.2 并發(fā)運(yùn)行交替輸出 24
1.2.3 使用Jconsole觀察線程 25
1.3 線程的生命周期詳解 26
1.3.1 線程的NEW狀態(tài) 27
1.3.2 線程的RUNNABLE狀態(tài) 28
1.3.3 線程的 RUNNING狀態(tài) 28
1.3.4 線程的BLOCKED狀態(tài) 29
1.3.5 線程的TERMINATED狀態(tài) 29
1.4 線程的start方法剖析--模板設(shè)計(jì)模式在Thread中的應(yīng)用 30
1.4.1 Thread
start方法源碼分析以及注意事項(xiàng) 30
1.4.2 模板設(shè)計(jì)模式在Thread中的應(yīng)用 33
1.4.3 Thread模擬營業(yè)大廳叫號(hào)機(jī)程序 34
1.5 Runnable接口的引入以及策略模式在Thread中的使用 39
1.5.1 Runnable的職責(zé) 39
1.5.2 策略模式在Thread中的應(yīng)用 40
1.5.3 模擬營業(yè)大廳叫號(hào)機(jī)程序 42
1.6 本章總結(jié) 43
第2章：深入理解Thread構(gòu)造函數(shù) 45
2.1 線程的命名 45
2.1.1 線程的默認(rèn)命名 45
2.1.2 命名線程 46
2.1.3 修改線程的名字 47
2.2 線程的父子關(guān)系 48
2.3 Thread與ThreadGroup 48
2.4 Thread與Runnable 50
2.5 Thread與JVM虛擬機(jī)棧 50
2.5.1 Thread與Stacksize 51
2.5.2 JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu) 53
2.5.3 Thread與虛擬機(jī)棧 58
2.6 守護(hù)線程 62
2.6.1 什么是守護(hù)線程 62
2.6.2 守護(hù)線程的作用 64
2.7 本章總結(jié) 64
第3章：Thread API的詳細(xì)介紹 66
3.1 線程sleep 66
3.1.1 sleep方法介紹 66
3.1.2 使用TimeUnit替代Thread.sleep 67
3.2 線程yield 68
3.2.1 yield方法介紹 68
3.2.2 yield vs
sleep 69
3.3 設(shè)置線程的優(yōu)先級 69
3.3.1 線程優(yōu)先級介紹 70
3.3.2 線程優(yōu)先級源碼分析 71
3.3.3 關(guān)于優(yōu)先級的一些總結(jié) 72
3.4 獲取線程ID 73
3.5 獲取當(dāng)前線程 73
3.6 設(shè)置線程上下文類加載器 74
3.7 線程interrupt 75
3.7.1 interrupt 75
3.7.2
isInterrupted 77
3.7.3
interrupted 79
3.7.4 interrupt注意事項(xiàng) 81
3.8 線程join 82
3.8.1 線程join方法詳解 83
3.8.2 join方法結(jié)合實(shí)戰(zhàn) 85
3.9 如何關(guān)閉一個(gè)線程 90
3.9.1 正常關(guān)閉 90
3.9.2 異常退出 94
3.9.3 進(jìn)程假死 94
3.10 本章總結(jié) 95
第4章：線程安全與數(shù)據(jù)同步 97
4.1 數(shù)據(jù)同步 97
4.1.1 數(shù)據(jù)不一致問題的引入 97
4.1.2 數(shù)據(jù)不一致問題原因分析 99
4.2 初識(shí) synchronized關(guān)鍵字 101
4.2.1 什么是synchronized 102
4.2.2
synchronized關(guān)鍵字的用法 103
4.3 深入synchronized關(guān)鍵字 105
4.3.1 線程堆棧分析 105
4.3.2 JVM指令分析 108
4.3.3 使用synchronized需要注意的問題 112
4.4 This Monitor和Class Monitor的詳細(xì)介紹 114
4.4.1 this
monitor 114
4.4.2 class
monitor 117
4.5 程序死鎖的原因以及如何診斷 120
4.5.1 程序死鎖 120
4.5.2 程序死鎖舉例 121
4.5.3 死鎖診斷 124
4.6 本章總結(jié) 126
第5章：線程間通信 127
5.1 同步阻塞與異步非阻塞 127
5.1.1 同步阻塞消息處理 127
5.1.2 異步非阻塞消息處理 128
5.2 單線程間通信 129
5.2.1 初識(shí)wait和notify 129
5.2.2 wait和notify方法詳解 133
5.2.3 wait和notify注意事項(xiàng) 135
5.2.4 wait vs
sleep 137
5.3 多線程間通信 137
5.3.1 生產(chǎn)者消費(fèi)者 137
5.3.2 線程休息室wait set 140
5.4 自定義顯式鎖BooleanLock 141
5.4.1
synchronized關(guān)鍵字的缺陷 142
5.4.2 顯式鎖BooleanLock 143
5.5 本章總結(jié) 153
第6章：ThreadGroup詳細(xì)講解 155
6.1 ThreadGroup與Thread 155
6.2 創(chuàng)建Thread Group 155
6.3 拷貝Thread數(shù)組和ThreadGroup數(shù)組 157
6.3.1 拷貝Thread數(shù)組 157
6.3.2 拷貝ThreadGroup數(shù)組 159
6.4 ThreadGroup操作 160
6.4.1
ThreadGroup的基本操作 161
6.4.2
ThreadGroup的interrupt 164
6.4.3
ThreadGroup的destroy 166
6.4.4 守護(hù)ThreadGroup 168
6.5 本章總結(jié) 169
第7章：Hook線程以及捕獲線程執(zhí)行異常 170
7.1 獲取線程運(yùn)行時(shí)異常 170
7.1.1
UncaughtExceptionHandler介紹 170
7.1.2
UncaughtExceptionHandler實(shí)例 171
7.1.3
UncaughtExceptionHandler源碼分析 173
7.2 注入鉤子線程（Hook） 175
7.2.1 Hook線程介紹 175
7.2.2 Hook線程實(shí)戰(zhàn) 177
7.2.3 Hook線程應(yīng)用場景以及注意事項(xiàng) 179
7.3 本章總結(jié) 179
第8章：線程池原理以及自定義線程池 180
8.1 線程池原理 180
8.2 線程池實(shí)現(xiàn) 181
8.2.1 線程池接口定義 182
8.2.2 線程池詳細(xì)實(shí)現(xiàn) 188
8.3 線程池應(yīng)用 198
8.4 本章總結(jié) 202
第二部分：Java ClassLoader 204
第9章 類的加載過程 205
9.1 類的加載過程介紹 205
9.2 類的主動(dòng)使用和被動(dòng)使用 206
9.3 類加載過程詳解 209
9.3.1 類的加載階段 210
9.3.2 類的連接階段 212
9.3.3 類的初始化階段 219
9.4 本章總結(jié) 221
第10章 JVM類加載器 224
10.1 JVM內(nèi)置三大類加載器 224
10.1.1 根類加載器介紹 225
10.1.2 擴(kuò)展類加載器介紹 226
10.1.3 系統(tǒng)類加載器介紹 227
10.2 自定義類加載器 227
10.2.1 自定義類加載器，問候世界 228
10.2.2 雙親委托機(jī)制詳細(xì)介紹 233
10.2.3 破壞雙親委托機(jī)制 236
10.2.4 類加載器命名空間，運(yùn)行時(shí)包，類的卸載等 239
10.3 本章總結(jié) 246
第11章 線程上下文類加載器 249
11.1 為什么需要線程上下文類加載器 249
11.2 數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)的初始化源碼分析 250
第三部分
深入理解volatile關(guān)鍵字 254
第12章 volatile關(guān)鍵字的介紹 255
12.1 初識(shí)volatile關(guān)鍵字 255
12.2 機(jī)器硬件CPU 257
12.3 Java 內(nèi)存模型 262
第13章 深入volatile關(guān)鍵字 265
13.1 并發(fā)編程的三個(gè)重要特性 265
13.1.1 原子性 265
13.1.2 可見性 266
13.1.3 有序性 266
13.2 JMM如何保證三大特性 268
13.2.1 JMM與原子性 269
13.2.2 JMM與可見性 271
13.2.3 JMM與有序性 272
13.3 volatile關(guān)鍵字深入解析 273
13.3.1 volatile關(guān)鍵字的語義 274
13.3.2 volatile的原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制 277
13.3.3 volatile的使用場景 278
13.3.4 volatile
vs synchronized 280
第15章 7種單例設(shè)計(jì)模式的設(shè)計(jì) 282
14.1 餓漢式 282
14.2 懶漢式 283
14.3 懶漢式 同步方法 284
14.4
Double-Check 285
14.5
Volatile Double-Check 288
14.6 Holder方式 288
14.7枚舉方式 289
14.8本章總結(jié) 291
第四部分
多線程設(shè)計(jì)架構(gòu)模式 292
第15章 監(jiān)控任務(wù)的生命周期 296
15.1 場景描述 296
15.2 當(dāng)觀察者模式遇到Thread 296
15.2.1 接口定義 296
15.2.2
ObservableThread實(shí)現(xiàn) 300
15.3 測試及技巧總結(jié) 303
15.3.1 測試運(yùn)行 303
15.3.2 關(guān)鍵點(diǎn)總結(jié) 304
第16章 Single
Thread Execution設(shè)計(jì)模式 305
16.1 機(jī)場過安檢 305
16.1.1 非線程安全 305
16.1.2 問題分析 308
16.1.3 線程安全 310
16.2 吃面問題 311
16.2.1 吃面引起的死鎖 312
16.2.2 解決吃面引起的死鎖問題 314
16.2.3 哲學(xué)家吃面 316
16.3 本章總結(jié) 317
第17章 讀寫鎖分離設(shè)計(jì)模式 318
17.1 場景描述 318
17.2 讀寫分離程序設(shè)計(jì) 318
17.2.1 接口定義 318
17.2.2 程序?qū)崿F(xiàn) 321
17.3 讀寫鎖的使用 328
17.4 關(guān)于更多讀寫鎖的話題 332
第18章 不可變對象設(shè)計(jì)模式 334
18.1 線程安全性 334
18.2 不可變對象的設(shè)計(jì) 334
18.2.1 非線程安全的累加器 335
18.2.2 方法同步增加線程安全性 338
18.2.3 不可變的累加器對象設(shè)計(jì) 339
18.3 技巧總結(jié) 341
第19章 Future設(shè)計(jì)模式 342
19.1 先給你一張憑據(jù) 342
19.2 Future設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn) 342
19.2.1 接口定義 343
19.2.2 程序?qū)崿F(xiàn) 344
19.3 Future的使用以及技巧總結(jié) 347
19.4 增強(qiáng)FutureService使其支持回調(diào) 349
19.5 本章總結(jié) 351
第20章 Guarded
Suspension 設(shè)計(jì)模式 352
20.1 什么是Guarded Suspension設(shè)計(jì)模式 352
20.2 Guarded
Suspension示例 352
第21章 線程上下文設(shè)計(jì)模式 355
21.1 什么是上下文 355
21.2 線程上下文設(shè)計(jì) 356
21.3 ThreadLocal詳解 358
21.3.1
ThreadLocal的使用場景及注意事項(xiàng) 358
21.3.2
ThreadLocal的方法詳解及源碼分析 359
21.3.3
ThreadLocal的內(nèi)存泄漏問題分析 365
21.4 使用ThreadLocal設(shè)計(jì)線程上下文 370
第22章 Balking設(shè)計(jì)模式 373
22.1 什么是Balking設(shè)計(jì) 373
22.2 Balking模式之文檔編輯 374
22.2.1 Document 374
22.2.2
AutoSaveThread 377
22.2.3
DocumentEditThread 378
22.3 本章總結(jié) 380
第23章 Latch設(shè)計(jì)模式 381
23.1 什么是Latch 381
23.2
CountDownLatch程序?qū)崿F(xiàn) 382
23.2.1 無限等待的Latch 382
23.2.2 有超時(shí)設(shè)置的Latch 387
23.3 Latch設(shè)計(jì)模式總結(jié) 389
第24章
Thread-Per-Message設(shè)計(jì)模式 392
24.1 什么是Thread-Per-Message 392
24.2 每個(gè)任務(wù)一個(gè)線程 392
24.3 多用戶的網(wǎng)絡(luò)聊天 395
24.3.1 服務(wù)端程序 396
24.3.2 響應(yīng)客戶端連接的Handler 397
24.3.3 聊天程序測試 400
24.4 本章總結(jié) 400
第25章 Two Phase
Termination設(shè)計(jì)模式 401
25.1 什么是Two Phase Termination 401
25.2 Two Phase
Termination示例 402
25.2.1 線程停止的Two Phase Termination 402
25.2.2 進(jìn)程關(guān)閉的Two Phase Termination 404
25.3 知識(shí)擴(kuò)展 404
25.3.1 Strong
Reference（強(qiáng)引用）及LRUCache 405
25.3.2 Soft
Reference（軟引用）及SoftLRUCache 410
25.3.3 Weak
Reference（弱引用） 413
25.3.4 Phantom
Reference（幻影引用） 415
25.4 本章總結(jié) 418
第26章
Worker-Thread設(shè)計(jì)模式 419
26.1 什么是Worker-Thread模式 419
26.2
Worker-Thread模式實(shí)現(xiàn) 419
26.2.1 產(chǎn)品及組裝說明書 420
26.2.2 流水線傳送帶 421
26.2.3 流水線工人 423
26.3
Worker-Thread模式測試與總結(jié) 425
26.3.1 產(chǎn)品流水線測試 425
26.3.2
Worker-Thread vs Producer-Consumer 426
第27章 Active
Objects設(shè)計(jì)模式 428
27.1 接受異步消息的主動(dòng)對象 428
27.2 標(biāo)準(zhǔn)Active Objects模式設(shè)計(jì) 428
27.2.1
OrderService接口設(shè)計(jì) 430
27.2.2
OrderServiceImpl 詳解 431
27.2.3
OrderServiceProxy詳解 432
27.2.4
MethodMessage 434
27.2.5
ActiveMessageQueue 437
27.2.6
OrderServiceFactory及測試 439
27.3 通用Active Objects框架設(shè)計(jì) 441
27.3.1
ActiveMessage詳解 442
27.3.2
@ActiveMethod 445
27.3.3
ActiveServiceFactory詳解 446
27.3.4
ActiveMessageQueue及其它 449
27.4 Active
Objects總結(jié) 451
第28章 Event Bus（消息總線）設(shè)計(jì)模式 452
28.1 Event Bus設(shè)計(jì) 452
28.1.1 Bus接口詳解 453
28.1.2 同步EventBus詳解 455
28.1.3 異步EventBus詳解 458
28.1.4
Subscriber注冊表Registry詳解 459
28.1.5 Event廣播Dispatcher詳解 462
28.1.6其它類接口設(shè)計(jì) 466
28.1.7 Event Bus測試 468
28.2 Event Bus實(shí)戰(zhàn)--監(jiān)控目錄變化 470
28.2.1
WatchService遇到EventBus 471
28.2.2
FileChangeEvent 473
28.2.3 監(jiān)控目錄變化 473
28.3 EventBus總結(jié) 475
第29章 Event
Driven(事件驅(qū)動(dòng)) 設(shè)計(jì)模式 476
29.1 Event-Driven
Architecture基礎(chǔ) 476
29.1.1 Events 476
29.1.2 Event
Handlers 477
29.1.3 Event
Loop 478
29.2 開發(fā)一個(gè)Event-Driven 框架 480
29.2.1 同步EDA框架設(shè)計(jì) 480
29.2.2 異步EDA框架設(shè)計(jì) 487
29.3
Event-Driven的使用 492
29.3.1 Chat
Event 492
29.3.2 Chat
Channel(Handler) 494
29.3.3 Chat User線程 495
29.4 本章總結(jié) 498
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