前言

關于Java與并行

由于單核CPU的主頻逐步逼近極限，多核CPU架構成了一種必然的技術趨勢，因此多線程并行程序便顯得越來越重要。并行計算的一個重要應用場景就是服務端編程。目前服務端CPU的核心數已經輕松超越10個，而Java顯然是當下最流行的服務端編程語言，且已經更新到JDK 14，因此熟悉和了解基于Java的并行程序開發有著重要的實用價值。

本書的體系結構

本書立足于實際開發，但不缺乏理論介紹，力求通俗易懂、循序漸進。本書共分為9章。

第1章主要介紹并行計算中的一些基本概念，讓讀者對并行計算有一個基本認識，其中包括兩個重要的并行性能評估定律，以及Java內存模型JMM。

第2章介紹Java并行程序開發的基礎，包括Java中線程的基本使用方法等，也詳細介紹了并行程序容易引發的一些錯誤，以及容易出現的誤用。

第3章介紹JDK內部對并行程序開發的支持，主要介紹JUC（java.util.concurrent）中一些工具的使用方法、各自的特點及它們的內部實現原理。

第4章介紹在開發過程中可以進行的對鎖的優化，也進一步簡要描述了Java虛擬機層面對并行程序的優化和支持。此外，還花了一定的篇幅介紹無鎖的計算。

第5章介紹并行程序設計中常見的一些設計模式，以及典型的并行算法和使用方法，其中包括重要的Java NIO和AIO的介紹。

第6章介紹Java 8/9/10為并行計算所做的改進，包括并行流、CompletableFuture、StampedLock、LongAdder，以及發布和訂閱模式等。

第7章主要介紹高并發框架Akka的基本使用方法，并使用Akka框架實現了一個簡單的粒子群算法，模擬超高并發的場景。

第8章介紹使用Eclipse進行多線程調試的方法，并演示了通過Eclipse進行多線程調試來重現ArrayList的線程不安全問題。

第9章介紹Jetty，并分析Jetty的關鍵代碼，主要展示它在高并發優化中所做的一些努力，也為讀者學會并深入理解高并發提供一些提示和思考。

本書特色

本書的主要特色如下。

1.結構清晰。本書一共9章，總體上循序漸進、逐步提升。每一章都有鮮明的側重點，有利于讀者快速抓住重點。

2.理論結合實戰。本書注重實戰，書中重要的知識點都安排了代碼實例，從而利于讀者理解，同時對系統的內部實現原理進行了深度剖析。

3.通俗易懂。本書盡量避免采用過于理論化的描述方式，簡單的白話文風格貫穿全書，配圖基本上為手工繪制示意圖，降低了理解難度，并盡量做到讓讀者在閱讀過程中少盲點、無盲點。

適合閱讀人群

雖然本書力求通俗，但是要通讀本書并取得良好的學習效果，仍要求讀者具備基本的Java知識或者一定的編程經驗。因此，本書適合以下讀者。

· 擁有一定開發經驗的Java平臺開發人員（Java、Scala、JRuby等）。

· 軟件設計師、架構師。

· 系統調優人員。

· 有一定的Java編程基礎并希望進一步加深對并行程序的理解的研發人員。

本書的約定和更新

本書在敘述過程中，有如下約定。

· 本書所述的JDK 1.8、JDK 1.9、JDK 1.10分別等同于JDK 8、JDK 9、JDK 10。

· 如無特殊說明，本書的程序、示例均在JDK 1.8以上環境中運行。

相較前一版，本書的主要更新如下。

1.第3章更新的內容如下。

· 更新了“3.1.3 允許多個線程同時訪問：信號量（Semaphore）”。

· 增加了對AbstractQueuedSynchronizer的介紹。

· 增加了對ConcurrentHashMap在JDK 8中實現的介紹。

2.第4章更新的內容如下。

· 更新了“4.1.2 減小鎖粒度”。

· 增加了對ThreadLocalRandmon實現的介紹。

· 更新了“4.4.2 無鎖的線程安全整數：AtomicInteger”中有關原子類實現的介紹。

· 更新了“4.4.3 Java中的指針：Unsafe類”中有關Unsafe類的說明。

3.第5章更新的內容如下。

· 更新了“5.4.4 CPU Cache的優化：解決偽共享問題”中的示例。

4.第6章更新內容如下。

· 更新了“6.7.1 更快的原子類：LongAdder”中有關LongAdder的實現。

感謝

本書能夠面世，是因為得到了眾人的支持。首先，感謝我的妻子，她始終不辭辛勞、毫無怨言地對我照顧有加，這才讓我得以騰出大量時間安心工作。其次，感謝所有編輯為我一次又一次地審稿改錯，批評指正，幫助本書逐步完善。最后，感謝我的母親三十年如一日對我的體貼和關心。

參與本書寫作的還有薛淑英，特此感謝！

葛一鳴