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java 多线程设计模式 pdf

书籍简介

《Java多线程设计模式》是一本在Java并发编程领域享有盛誉的经典书籍,它由日本学者结城浩 编写,中文版由杨文轩 翻译。

java 多线程设计模式 pdf-图1
(图片来源网络,侵删)

这本书最大的特点是不直接讲解Java的synchronizedvolatile等底层API,而是从设计模式的角度出发,系统地介绍了在多线程环境下如何编写健壮、高效且易于维护的代码,它将多线程编程中的常见问题抽象为23种经典的设计模式,使得复杂的并发逻辑变得清晰可循。

适合读者:

  • 已经掌握Java基础语法,并了解多线程基本概念(如线程、锁、同步)的开发者。
  • 希望系统性地学习如何设计多线程应用,而不仅仅是使用API的程序员。
  • 面试中需要深入理解并发编程思想和实践经验的工程师。

核心内容概览

这本书主要分为两大部分:“基础知识篇”“设计模式篇”

基础知识篇

这部分是学习设计模式的前提,主要介绍了Java多线程的核心概念和工具。

java 多线程设计模式 pdf-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 线程与执行Thread类、Runnable接口、线程的生命周期、线程的启动与停止。
  • 对象的共享与协作
    • synchronized关键字:方法级锁和代码块级锁。
    • wait() / notify() / notifyAll():线程间的等待与通知机制。
    • volatile关键字:保证变量的可见性。
  • 线程安全集合java.util.concurrent包下的ConcurrentHashMapCopyOnWriteArrayList等。
  • 线程池Executor框架、ThreadPoolExecutor的工作原理和参数调优。
  • 锁的高级特性ReentrantLockReadWriteLockStampedLock等。
  • 原子类AtomicIntegerAtomicReference等,基于CAS(Compare-And-Swap)的无锁算法。

设计模式篇

这是本书的精华所在,详细讲解了7种与多线程紧密相关的设计模式。

模式名称 英文名 核心思想 适用场景 Java API对应
单例模式 Singleton 确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。 配置管理器、日志记录器等。 java.lang.Runtime
Immutable 对象模式 Immutable 创建一个不可变对象,一旦创建后其状态就不能被修改。 无需同步的共享数据、常量。 StringBigInteger
Guarded Suspension 模式 Guarded Suspension 当线程请求一个暂时无法满足的条件时,使其等待,直到条件满足。 生产者-消费者问题、任务队列。 BlockingQueue
Balking 模式 Balking 当对象的状态不满足执行条件时,放弃执行。 检查,如果文件已被修改则不再保存。 需要自己实现
Producer-Consumer 模式 Producer-Consumer 生产者线程创建数据,消费者线程消费数据,两者通过缓冲区解耦。 任务处理流水线、消息队列。 BlockingQueue
Read-Write Lock 模式 Read-Write Lock 允许多个读线程同时访问共享资源,但写线程是独占的。 读多写少的场景,如缓存。 ReentrantReadWriteLock
Thread-Per-Message 模式 Thread-Per-Message 为每个请求(消息)创建一个新的线程来处理。 高并发、短任务的处理。 ExecutorService
Worker Thread 模式 Worker Thread 创建一组固定数量的工作线程,从一个任务队列中获取任务并执行。 Web服务器、数据库连接池。 ThreadPoolExecutor
Future 模式 Future 异步地计算一个结果,调用方立即得到一个Future对象,可以稍后获取结果。 耗时操作(如网络请求、文件IO)的异步处理。 FutureCompletableFuture
Two-Phase Termination 模式 Two-Phase Termination 安全地终止一个正在运行的线程。 需要优雅关闭的服务或后台任务。 需要自己实现
Thread-Specific Storage 模式 Thread-Specific Storage 为每个线程提供独立的存储空间,实现线程间的数据隔离。 为每个线程维护独立的数据库连接或上下文信息。 ThreadLocal

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    java 多线程设计模式 pdf-图3
    (图片来源网络,侵删)

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    • 重要提醒:通过非官方渠道获取的资源可能存在内容不全、排版错乱、有大量广告水印,甚至是盗版等问题,请务必注意甄别。

学习建议

  1. 先打好基础:在阅读设计模式篇之前,务必把基础知识篇的内容吃透,理解wait/notifysynchronizedvolatile是理解后续所有模式的基础。
  2. 动手实践:不要只看不练,书中的每个模式都建议你亲手用代码实现一遍,可以尝试用java.util.concurrent包下的工具类来实现,也可以尝试用最基础的synchronizedwait/notify来实现,对比它们的优劣。
  3. 结合源码:学习模式时,可以结合JDK源码来看,学习Guarded Suspension模式时,去阅读ArrayBlockingQueue的源码,看看它是如何实现线程等待和唤醒的,学习Future模式时,去研究FutureTask的实现。
  4. 从应用到设计:在工作中遇到并发问题时,尝试思考:“这个问题可以用书中的哪种模式来解决?” 久而久之,你就能形成用设计模式思维解决并发问题的能力。
  5. 与《Java并发编程实战》结合阅读:这本书(《Java Concurrency in Practice》,简称JCIP)是另一本更深入、更偏向理论和底层原理的圣经,可以先读《Java多线程设计模式》建立宏观的设计思想,再读JCIP深入细节,两者结合效果最佳。

希望这份详细的指南能帮助你顺利找到并学习这本经典著作!祝你学习愉快!

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