Mastering Concurrency Programming with Java 8

Mastering Concurrency Programming with Java 8 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Packt Publishing
作者:Javier Fernandez Gonzalez
出品人:
页数:430
译者:
出版时间:2016-2-29
价格:USD 54.99
装帧:Paperback
isbn号码:9781785886126
丛书系列:
图书标签:
  • Java
  • 并发编程
  • 程序设计
  • java8
  • Java
  • Concurrency
  • Programming
  • Java8
  • Thread
  • Safety
  • Parallelism
  • Reactive
  • Streams
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具体描述

Master the principles and techniques of multithreaded programming with the Java 8 Concurrency API

About This Book

Implement concurrent applications using the Java 8 Concurrency API and its new componentsImprove the performance of your applications or process more data at the same time, taking advantage of all of your resources.Construct real-world examples related to machine learning, data mining, image processing, and client/server environments

Who This Book Is For

If you are a competent Java developer with a good understanding of concurrency but have no knowledge of how to effectively implement concurrent programs or use streams to make processes more efficient, then this book is for you.

What You Will Learn

Design concurrent applications by converting a sequential algorithm into a concurrent oneDiscover how to avoid all the possible problems you can get in concurrent algorithmsUse the Executor framework to manage concurrent tasks without creating threadsExtend and modify Executors to adapt their behavior to your needsSolve problems using the divide and conquer technique and the Fork/Join frameworkProcess massive data sets with parallel streams and Map/Reduce implementationControl data-race conditions using concurrent data structures and synchronization mechanismsTest and monitor concurrent applications

In Detail

Concurrency programming allows several large tasks to be divided into smaller sub-tasks, which are further processed as individual tasks that run in parallel. All the sub-tasks are combined together once the required results are achieved; they are then merged to get the final output. The whole process is very complex. This process goes from the design of concurrent algorithms to the testing phase where concurrent applications need extra attention. Java includes a comprehensive API with a lot of ready-to-use components to implement powerful concurrency applications in an easy way, but with a high flexibility to adapt these components to your needs.

The book starts with a full description of design principles of concurrent applications and how to parallelize a sequential algorithm. We'll show you how to use all the components of the Java Concurrency API from basics to the most advanced techniques to implement them in powerful concurrency applications in Java.

You will be using real-world examples of complex algorithms related to machine learning, data mining, natural language processing, image processing in client / server environments. Next, you will learn how to use the most important components of the Java 8 Concurrency API: the Executor framework to execute multiple tasks in your applications, the phaser class to implement concurrent tasks divided into phases, and the Fork/Join framework to implement concurrent tasks that can be split into smaller problems (using the divide and conquer technique). Toward the end, we will cover the new inclusions in Java 8 API, the Map and Reduce model, and the Map and Collect model. The book will also teach you about the data structures and synchronization utilities to avoid data-race conditions and other critical problems. Finally, the book ends with a detailed description of the tools and techniques that you can use to test a Java concurrent application.

Style and approach

A complete guide implementing real-world examples with algorithms related to machine learning, data mining, and natural language processing in client/server environments. All the examples are explained in a step-by-step approach.

深入理解并发编程的现代实践:Java 8 及后续版本中的核心技术与架构模式 书籍简介 本书旨在为经验丰富的Java开发者提供一套系统、深入且实用的指南,专注于现代并发编程的复杂性、优化策略以及在真实世界系统中的应用。我们聚焦于Java 8引入的重大改进(如Lambda表达式和Stream API如何重塑并发代码的编写方式),并深入探讨Java 9、10、11乃至最新的LTS版本在并发支持方面的演进,确保读者掌握的知识不仅前沿,而且稳定可靠。 第一部分:并发编程的基石与心智模型重塑 本部分将从理论层面夯实基础,并着重分析在多核架构下,我们必须摒弃的传统并发思维。 第一章:现代处理器架构与内存模型 我们将详细剖析现代CPU如何通过乱序执行、指令重排、缓存一致性协议(如MESI)来提升性能,以及这对Java程序员意味着什么。深入理解`volatile`关键字的底层硬件语义,以及Java内存模型(JMM)如何抽象和规范这些硬件行为。我们将通过大量代码示例,展示在没有正确同步机制时,数据竞争是如何在不同硬件配置上产生难以复现的Bug。 第二章:Java 8并发原语的精炼运用 回顾并深入探讨`synchronized`、`ReentrantLock`及其派生类(如`ReentrantReadWriteLock`)的底层实现和适用场景。重点讲解AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架的精妙设计,并教授如何利用AQS构建自定义同步工具。随后,我们将分析`java.util.concurrent.atomic`包中的原子操作类,阐释CAS(Compare-and-Swap)循环的工作原理及其在无锁编程中的性能优势。 第三章:Lambda与Stream API对并发的革命 Java 8引入的函数式特性极大地简化了集合操作的并发化。本章将重点分析如何安全地使用Stream API进行并行处理(`parallelStream()`)。我们将揭示其背后的Fork/Join框架工作机制,讨论何时使用并行流比手动管理线程池更高效,以及并行流中常见的陷阱,例如副作用操作的引入和流的顺序性保证。 第二部分:构建高性能并发数据结构与工具 本部分将深入Java标准库中那些为高并发环境设计的核心类,并探讨它们的设计哲学。 第四章:并发集合类的深度剖析 详细解析`ConcurrentHashMap`(特别是Java 8之后的版本如何优化锁粒度和利用CAS操作)、`ConcurrentSkipListMap`和`ConcurrentLinkedQueue`的内部结构。我们将对比同步的`Hashtable`与这些并发集合的性能差异,并提供在不同访问模式下选择最合适并发数据结构的决策树。 第五章:执行器框架(Executors)的高级调优与监控 超越基本的`newFixedThreadPool()`。本章专注于`ThreadPoolExecutor`的七大核心参数调优。我们将讨论如何根据任务的I/O密集型或CPU密集型特性来确定合适的线程池大小、队列容量以及拒绝策略。同时,介绍如何结合`CompletableFuture`与执行器来构建复杂的异步工作流,并讨论线程池的优雅关闭与生命周期管理。 第六章:Fork/Join框架的深入应用 本章专门剖析Java 7引入但与Java 8并行流紧密相关的Fork/Join框架。我们将学习如何编写高效的`RecursiveTask`和`RecursiveAction`,理解工作窃取(Work-Stealing)算法的机制,以及如何利用`ForkJoinPool`解决分治策略下的计算密集型问题。 第三部分:现代异步编程与响应式范式 本部分将目光投向构建非阻塞、高吞吐量系统的关键技术。 第七章:CompletableFuture:构建优雅的异步管道 彻底掌握`CompletableFuture`的链式调用能力,包括异步结果的组合(`thenCombine`)、异常处理(`exceptionally`)和超时机制。我们将展示如何使用它替代传统的Thread/Future模式,构建更具可读性和可维护性的非阻塞业务流程。 第八章:响应式编程基础与RxJava/Project Reactor的集成(概念层面) 虽然本书主要关注标准Java,但理解现代响应式范式至关重要。本章将介绍响应式宣言,并阐述响应式流(Reactive Streams)规范如何解决背压(Backpressure)问题。我们将对比传统的并发模型与响应式模型的区别,为读者理解Reactor或RxJava等外部框架打下坚实的基础。 第四部分:并发架构、调试与性能优化 最后一部分关注如何将并发知识应用于系统设计和实际的故障排除。 第九章:无锁编程的陷阱与高阶原子操作 在特定场景下,完全避免锁是性能提升的关键。本章将深入探讨`LongAdder`和`DoubleAdder`等类的设计,它们如何通过分散热点来改进计数器的性能。同时,我们将简要介绍`VarHandle`(Java 9+),作为比反射更安全、更底层地访问内存的工具。 第十章:并发编程中的死锁、活锁与饥饿问题的诊断 并发Bug往往难以追踪。本章提供了一套系统的诊断方法,包括如何使用JVisualVM、JConsole以及Thread Dump分析工具来识别锁竞争、死锁和不当的线程调度。重点讲解如何通过分析栈跟踪信息来定位导致性能瓶颈的确切代码行。 第十一章:并发架构模式:Actor模型与事件驱动 探讨Actor模型(如Akka的简化概念)如何提供一种更隔离、更易于推理的并发编程模型,尤其适用于分布式系统。讨论如何将Actor的思想映射回基于`CompletableFuture`和消息队列的纯Java实现中,以构建健壮的微服务组件。 结语:迈向更可靠的并发未来 本书以对未来并发技术趋势的展望结束,强调持续学习和对硬件变化的敏感性是成为顶尖Java并发专家的关键。 目标读者: 本书面向有至少两年Java开发经验,并希望深入理解并发机制、优化现有高性能应用或设计新一代并发系统的中高级Java工程师。对操作系统、JVM工作原理有基本了解者将获益更多。

作者简介

哈维尔·费尔南德斯·冈萨雷斯(Javier Fernández González)

软件架构师,拥有十余年Java研发经验,对J2EE、Struts框架和使用Java开发大规模数据处理的应用程序颇有心得,为保险、医疗、交通等领域客户开发了许多J2EE Web应用程序。

目录信息

读后感

评分

Java进阶书,讲述了Java并发API最重要的元素以及如何在实际开发中使用它们, 执行器框架 、Phaser类、Fork/Join框架、流API、并发数据结构、同步机制都有涉及。 还包括设计并发应用程序的方法论、设计模式、实现良好并发应用程序的提示和技巧、测试并发应用程序的工具和方法,...  

评分

全书对于JDK8和Java的多线程、并发编程讲述的内容较为粗浅,个人觉得最为有价值的是Chapter 1和作者给出的编程示例。Chapter 1的内容主要是作者对于Java的并发编程设计的一些总结和概述,读完能够有所启迪。作者给出的编程示例非常适合具有一定并发编程基础的人作为编程练习,...

评分

全书对于JDK8和Java的多线程、并发编程讲述的内容较为粗浅,个人觉得最为有价值的是Chapter 1和作者给出的编程示例。Chapter 1的内容主要是作者对于Java的并发编程设计的一些总结和概述,读完能够有所启迪。作者给出的编程示例非常适合具有一定并发编程基础的人作为编程练习,...

评分

全书对于JDK8和Java的多线程、并发编程讲述的内容较为粗浅,个人觉得最为有价值的是Chapter 1和作者给出的编程示例。Chapter 1的内容主要是作者对于Java的并发编程设计的一些总结和概述,读完能够有所启迪。作者给出的编程示例非常适合具有一定并发编程基础的人作为编程练习,...

评分

Java进阶书,讲述了Java并发API最重要的元素以及如何在实际开发中使用它们, 执行器框架 、Phaser类、Fork/Join框架、流API、并发数据结构、同步机制都有涉及。 还包括设计并发应用程序的方法论、设计模式、实现良好并发应用程序的提示和技巧、测试并发应用程序的工具和方法,...  

用户评价

评分

这本书的名字听起来就让人热血沸腾,尤其是对于我这种在 Java 世界里摸爬滚打多年,却总感觉在并发编程这块心有余悸的开发者来说。我本来以为这本书会是那种枯燥乏味、堆砌着晦涩术语的教科书,但当我真正翻开它时,才发现我完全错了。它就像一位经验丰富的老船长,不仅熟知海图上的每一处暗礁,更知道如何驾驭最狂暴的风浪。书中的讲解深入浅出,并没有急于抛出复杂的代码示例,而是先将并发编程背后的哲学思想娓娓道来。比如,作者对“可见性”和“原子性”的阐述,不再是简单地引用内存模型,而是通过一系列生动的比喻,让我对 JMM(Java 内存模型)的理解瞬间上升到了一个全新的高度。那些过去困扰我的“为什么一个简单的变量修改在多线程下会出问题”的疑问,在这里都得到了彻底的解答。更让我印象深刻的是,作者对 Java 8 引入的新的并发工具包的介绍,那种讲解的细腻程度,简直像是拆解一块精密机械的说明书,每一个齿轮的咬合、每一个弹簧的张力都被标注得清清楚楚。这本书不仅仅是教你如何写并发代码,更重要的是,它在教你如何“思考”并发问题,如何像构建一座稳固的摩天大楼一样,去设计你的多线程应用。我感觉自己不再是被动的代码搬运工,而是真正掌握了控制时间与线程的“魔法”。

评分

这本书的结构设计非常巧妙,完全跳脱了传统技术书籍那种平铺直叙的叙事方式。它似乎是按照一个项目开发的生命周期来组织内容的,从最基础的线程创建与管理,到中间复杂的并发数据结构设计,再到最后的高级并发模式应用,过渡得如同行云流水一般自然。最让我眼前一亮的是,作者花了相当大的篇幅来探讨函数式编程范式在并发编程中的应用。在 Java 8 时代,Lambda 表达式和新的 `Optional` 类已经成为日常工具,但如何将它们有效地融入到并发控制中,许多人还是感到迷茫。这本书用大量的篇幅,通过优雅的范例,展示了如何利用不可变性(Immutability)来天然地消除大部分并发问题。这种“防患于未然”的设计哲学,彻底颠覆了我过去“先写错再修复”的开发习惯。阅读过程中,我多次停下来,不是因为我没看懂,而是因为我需要时间去消化这种新的思维方式——即如何利用语言特性本身来构建更健壮、更易于维护的并发系统。这种深度和广度,使得这本书的价值远远超过了仅仅介绍“Java 8 新特性”的范畴。

评分

对于一个自诩对并发编程有所了解的人来说,我常常对那些只停留在表面 API 介绍的书籍感到厌倦。这本书给我的体验是,它成功地建立了一座横跨理论深度和工程实践的桥梁。让我印象特别深刻的是关于并发集合类(如 `ConcurrentHashMap`)的内部机制分析。作者没有仅仅停留在“它比同步的 `Vector` 好”这种初级结论上,而是深入到了分段锁(Segment Locking)的演变,以及在 Java 8 中如何通过 CAS 操作和红黑树结构来实现更细粒度的并发控制。这种对底层实现的透彻剖析,让我对这些“黑盒子”工具的信任度大大增加,因为我知道它们在极端压力下是如何自我保护的。此外,书中对并发工具类(`Executors`, `CompletableFuture`)的使用场景和陷阱的讨论,简直是一本“避坑指南”。作者用近乎近乎残酷的笔触,揭示了那些看似美好的异步编程模型,在实际应用中可能导致的资源泄漏和线程池饱和问题。这对于架构师级别的读者来说,是极其宝贵的经验之谈,它教会我们如何权衡便利性与风险控制之间的微妙平衡。

评分

我得说,这本书的实战性强到令人咋舌。很多技术书籍往往在理论上构建了一个完美的花园,但当你试图将这些理论应用到真实的生产环境时,却发现那些理论模型根本无法应对现实世界的混乱和压力。然而,这本书完全规避了这种“纸上谈兵”的问题。作者显然是将大量的时间投入到处理那些真实世界中令人头疼的死锁、活锁以及资源争夺的场景中。书中对于如何利用 Java 8 Stream API 进行并行化处理的讨论,简直是一场视觉盛宴。它不仅仅是展示了 `parallelStream()` 的用法,而是深入剖析了背后的 Fork/Join 框架是如何巧妙地将任务拆解、执行和合并的。我尤其欣赏作者对于性能瓶颈分析的章节,他没有使用那种空泛的“优化”口号,而是提供了一套系统的方法论,教你如何利用 `ThreadMXBean` 配合一些定制化的日志工具,去精准定位那些隐藏在深层代码中的性能“吸血鬼”。读完这部分内容,我立即回去重构了我们团队中一个运行了很久但性能始终不佳的批处理任务,效果立竿见影。这本书给我的感觉是,它不仅是一本参考书,更像是一个手把手的导师,推着你走出舒适区,去直面那些高并发带来的真正挑战。

评分

这本书给我的感觉是,它不是面向初学者的“入门手册”,而是为那些渴望成为并发领域专家的工程师准备的“进阶宝典”。它处理问题的方式非常成熟和老练,不会用花哨的动画或过多的图表来分散注意力,而是依靠极其精准的文字描述来构建逻辑框架。我特别喜欢作者在处理“顺序一致性”与“释放一致性”等概念时所表现出的严谨态度。它要求读者不仅要理解代码的执行流程,更要理解 CPU 和 JIT 编译器对指令重排的“权力”。这种对计算机底层机制的尊重,是写出高性能并发代码的基石。阅读过程中,我发现自己对 Java 语言本身,特别是关于内存屏障(Memory Barriers)的理解,也得到了极大的深化。这本书的价值在于,它为你提供了一种新的“透视镜”,让你能够看穿并发编程中那些隐藏的、由硬件层面导致的复杂性。每读完一个章节,我都感觉自己对构建稳定、高性能的现代企业级应用又增添了一份信心。它是一本真正能提升开发者内功的书籍。

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与核心思想无关的业务代码太多,示例读起来很费劲。不适于初学。

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与核心思想无关的业务代码太多,示例读起来很费劲。不适于初学。

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与核心思想无关的业务代码太多,示例读起来很费劲。不适于初学。

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