图解Java多线程设计模式(图灵出品)

　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　　SingleThreadedExecution模式——能通过这座桥的只有一个人　　35
1.1　SingleThreadedExecution模式　　36
1.2　示例程序1：不使用SingleThreadedExecution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SingleThreadedExecution模式的程序　　41
线程安全的Gate类　　41
synchronized的作用　　42
1.4　SingleThreadedExecution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SingleThreadedExecution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
GuardedSuspension模式　　47
Read-WriteLock模式　　47
Immutable模式　　47
Thread-SpecificStorage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
SingleThreadedExecution模式　　69
Read-WriteLock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　　GuardedSuspension模式——等我准备好哦　　81
3.1　GuardedSuspension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　GuardedSuspension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
SingleThreadedExecution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
GuardedSuspension模式　　107
Observer模式　　107
4.6　延伸阅读：超时　　108
Balking模式和GuardedSuspension模式之间　　108
wait何时终止呢　　108
guardedtimed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
WorkerThread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throwsInterruptedException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-WriteLock模式——大家一起读没问题，但读的时候不要写哦　　141
6.1　Read-WriteLock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-WriteLock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
SingleThreadedExecution模式　　154
GuardedSuspension模式　　154
Before/After模式　　154
StrategizedLocking模式　　154
6.6　延伸阅读：java.util.concurrent.locks包和Read-WriteLock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
WorkerThread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　　WorkerThread模式——工作没来就一直等，工作来了就干活　　187
8.1　WorkerThread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　WorkerThread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-SpecificStorage模式　　200
ActiveOjbect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WorkerThread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
GuardedSuspension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-PhaseTermination模式——先收拾房间再睡觉　　231
10.1　Two-PhaseTermination模式　　232
10.2　示例程序　　233
CountupThread类　　234
Main类　　236
10.3　Two-PhaseTermination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-PhaseTermination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
MultiphaseCancellation模式　　243
Multi-PhaseStartup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-SpecificStorage模式——一个线程一个储物柜　　263
11.1　Thread-SpecificStorage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-SpecificStorage模式的示例　　265
Log类　　266
Main类　　266
11.4　示例程序2：使用了Thread-SpecificStorage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-SpecificStorage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
WorkerThread模式　　277
SingleThreadedExecution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　　ActiveObject模式——接收异步消息的主动对象　　283
12.1　ActiveObject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
WorkerThread模式　　307
Thread-SpecificStorage模式　　307
12.6　延伸阅读：java.util.concurrent包与ActiveObject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　SingleThreadedExecution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　GuardedSuspension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-WriteLock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　WorkerThread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-PhaseTermination模式
——先收拾房间再睡觉　　331
13.12　Thread-SpecificStorage模式
——一个线程一个储物柜　　332
13.13　ActiveObject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