Scala語言基礎與開發實戰

Scala語言基礎與開發實戰 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王傢林 等 著
圖書標籤:
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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111541691
版次:1
商品編碼:11953261
品牌:機工齣版
包裝:平裝
叢書名: 大數據科學叢書
開本:16開
齣版時間:2016-07-01
用紙:膠版紙
頁數:407

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :大數據開發者
  大數據知名培訓師王傢林新作。   詳細介紹大數據開發語言Scala及其在分布式框架Akka和Kafka中的應用。   秉承“實戰”類圖書特點,解析大量代碼的編寫操作,具有較強的可操作性,便於讀者學習和理解。

內容簡介

  本書分為基礎篇、中級篇、高級篇及分布式框架四大部分,從Scala零基礎入門,步步深入,引導讀者由淺入深地學習Scala及其應用。本書從手把手指引讀者搭建Scala語言開發環境開始,詳細介紹瞭Scala的語法基礎,以代碼實例形式分彆講解瞭Scala麵嚮對象開發及函數式編程;在此基礎上進一步深入講解瞭Scala的中高級語法特性,包括模式匹配、集閤、類型參數、高級類型、隱式轉化及各語法特性在Spark源碼中的應用解析,並引齣Scala的Actor模型及其應用詳解。本書還詳細介紹瞭以Scala為基礎的兩大框架——Akka和Kafka。   本書每章開始均有重點介紹,以引導讀者有目的、有重點地閱讀或查閱。另外,針對不同語法特性的源碼及應用解析是本書的另一大特點。   本書適閤具備一定編程語言基礎、對大數據開發有興趣的在校學生,同時,對有麵嚮對象編程或函數式編程經驗的人員,本書也可以作為開發實例的參考書籍。

目錄

前言 基礎篇 第1章Scala零基礎入門 1.1Scala概述 1.2Windows及Linux下Scale運行環境安裝配置 1.2.1軟件工具準備 1.2.2Windows環境下的Scala安裝 1.2.3Linux環境下的Scala安裝 1.2.4Linux環境下的Hadoop安裝與配置 1.2.5Linux環境下的Spark安裝與配置 1.3Scala開發環境搭建和HelloWorld實例 1.3.1Scala集成開發工具的安裝 1.3.2HelloWorld編程實例 1.3.3WorkSheet的使用 1.4變量的使用 1.4.1Scala解釋器中的變量示例 1.4.2val變量的定義 1.4.3var變量的定義 1.4.4var變量與val變量的使用比較 1.5函數的定義、流程控製、異常處理 1.5.1函數的定義 1.5.2流程控製(if、while、for) 1.5.3異常處理 1.6Tuple、Array、Map與文件操作 1.6.1Tuple元組 1.6.2Array數組 1.6.3文件操作 1.6.4Map映射 1.7Scala中的apply方法 1.7.1Object中的apply 1.7.2Class中的apply 1.7.3Array數組的apply實現 1.8小結 第2章Scala麵嚮對象編程開發 2.1類的定義及屬性 2.1.1類定義 2.1.2帶有getter和setter的屬性 2.2主構造器、私有構造器、構造器重載 2.2.1構造器重載之輔助構造器 2.2.2主構造器 2.2.3不同訪問權限的構造器 2.3內部類和外部類 2.4單例對象、伴生對象 2.5繼承:超類的構造、重寫字段、重寫方法 2.5.1超類的構造 2.5.2重寫字段 2.5.3重寫方法 2.6抽象類、抽象字段、抽象方法 2.6.1抽象類 2.6.2抽象字段 2.6.3抽象方法 2.7trait特質 2.7.1作為接口使用的trait 2.7.2在對象中混入trait 2.7.3trait深入解析 2.8多重繼承、多重繼承構造器執行順序及AOP實現 2.8.1多重繼承 2.8.2多重繼承構造器執行順序 2.8.3AOP實現 2.9包的定義、包對象、包的引用、包的隱式引用 2.9.1包的定義 2.9.2包對象 2.9.3包的引用 2.9.4包的隱式引用 2.10包、類、對象、成員、伴生類、伴生對象訪問權限 2.10.1包、類、對象、成員訪問權限 2.10.2伴生類、伴生對象訪問權限 2.11小結 第3章Scala高階函數 3.1匿名函數 3.2偏應用函數 3.3閉包 3.4SAM轉換 3.5Curring函數 3.6高階函數 3.7高階函數在Spark中的應用 3.8小結 中級篇 第4章Scala模式匹配 4.1模式匹配簡介 4.2模式匹配類型 4.2.1常量模式 4.2.2變量模式 4.2.3構造器模式 4.2.4序列(Sequence)模式 4.2.5元組(Tuple)模式 4.2.6類型模式 4.2.7變量綁定模式 4.3模式匹配與Case Class 4.3.1構造器模式匹配原理 4.3.2序列模式匹配原理 4.3.3Sealed Class在模式匹配中的應用 4.4模式匹配應用實例 4.4.1for循環控製結構中的模式匹配 4.4.2正則錶達式中的模式匹配 4.4.3異常處理中的模式匹配 4.4.4Spark源碼中的模式匹配使用 4.5本章小結 第5章Scala集閤 5.1可變集閤與不可變集閤(Collection) 5.1.1集閤的概述 5.1.2集閤的相關操作 5.1.3集閤的操作示例 5.2序列(Seq) 5.2.1序列的概述 5.2.2序列的相關操作 5.2.3序列的操作示例 5.3列錶(List) 5.3.1列錶的概述 5.3.2列錶的相關操作 5.3.3列錶的操作示例 5.4集(Set) 5.4.1集的概述 5.4.2集的相關操作 5.4.3集的操作示例 5.5映射(Map) 5.5.1映射的概述 5.5.2映射的相關操作 5.5.3映射的操作示例 5.6迭代器(Iterator) 5.6.1迭代器的概述 5.6.2迭代器的相關操作 5.6.3迭代器的操作示例 5.7集閤的架構 5.8小結 高級篇 第6章Scala類型參數 6.1泛型 6.1.1泛型的概述 6.1.2泛型的操作示例 6.2界定 6.2.1上下界界定 6.2.2視圖界定 6.2.3上下文界定 6.2.4多重界定 6.2.5界定的操作示例 6.3類型約束 6.3.1類型約束的概述 6.3.2類型約束的操作示例 6.4類型係統 6.4.1類型係統的概述 6.4.2類型係統的操作示例 6.5型變Variance 6.5.1協變 6.5.2逆變 6.5.3協變與逆變的操作示例 6.6結閤Spark源碼說明Scala類型參數的使用 6.7小結 第7章Scala高級類型 7.1單例類型 7.1.1單例類型概述 7.1.2單例類型示例 7.2類型彆名 7.2.1類型彆名概述 7.2.2類型彆名示例 7.3自身類型 7.3.1自身類型概述 7.3.2自身類型示例 7.4中置類型 7.4.1中置類型概述 7.4.2中置類型示例 7.5類型投影 7.5.1類型投影概述 7.5.2類型投影實例 7.6結構類型 7.6.1結構類型概述 7.6.2結構類型示例 7.7復閤類型 7.7.1復閤類型概述 7.7.2復閤類型示例 7.8存在類型 7.8.1存在類型概述 7.8.2存在類型示例 7.9函數類型 7.9.1函數類型概述 7.9.2函數類型示例 7.10抽象類型 7.10.1抽象類型概述 7.10.2抽象類型實例 7.11Spark源碼中的高級類型使用 7.12本章小結 第8章Scala隱式轉換 8.1隱式轉換函數 8.1.1隱式轉換函數的定義 8.1.2隱式轉換函數的功能 8.2隱式類與隱式對象 8.2.1隱式類 8.2.2隱式參數與隱式值 8.3類型證明中的隱式轉換 8.3.1類型證明的定義 8.3.2類型證明使用實例 8.4上下文界定、視圖界定中的隱式轉換 8.4.1Ordering與Ordered特質 8.4.2視圖界定中的隱式轉換 8.4.3上下文界定中的隱式轉換 8.5隱式轉換規則 8.5.1發生隱式轉換的條件 8.5.2不會發生隱式轉換的條件 8.6Spark源碼中的隱式轉換使用 8.6.1隱式轉換函數 8.6.2隱式類 8.6.3隱式參數 8.7本章小結 第9章Scala並發編程 9.1Scala的Actor模型簡介 9.2Scala Actor的構建方式 9.2.1繼承Actor類 9.2.2Actor工具方法 9.3Actor的生命周期 9.3.1start方法的等冪性 9.3.2Actor的不同狀態 9.4Actor之間的通信 9.4.1Actor之間發送消息 9.4.2Actor接收消息 9.5使用react重用綫程提升性能 9.6Channel通道 9.6.1OutputChannel 9.6.2InputChannel 9.6.3創建和共享channel 9.7同步和Future 9.8Scala並發編程實例 9.8.1Scala Actor並發編程 9.8.2ExecutorService並發編程 9.9小結 分布式框架篇 第10章Akka的設計理念 10.1Akka框架模型 10.2創建Actor 10.2.1通過實現akka.actor.Actor來創建Actor類 10.2.2使用非缺省構造方法創建 Actor 10.2.3創建匿名Actor 10.3Actor API 10.3.1Actor trait基本接口 10.3.2使用DeathWatch進行生命周期監控 10.3.3Hook函數的調用 10.3.4查找Actor 10.3.5消息的不可變性 10.3.6發送消息 10.3.7轉發消息 10.3.8接收消息 10.3.9迴應消息 10.3.10終止Actor 10.3.11Become/Unbecome 10.3.12殺死Actor 10.4不同類型的Actor 10.4.1方法派發語義 10.4.2終止有類型Actor 10.5小結 第11章Akka核心組件及核心特性剖析 11.1Dispatchers 和 Routers 11.1.1為Actor指定派發器 11.1.2派發器的類型 11.1.3郵箱 11.1.4Routers 11.1.5路由的使用 11.1.6遠程部署router 11.2Supervision和Monitoring 11.2.1Supervision 11.2.2Monitoring 11.3Akka中的事務 11.3.1STM 11.3.2使用STM事務 11.3.3讀取Agent事務中的數據 11.3.4更新Agent事務中的數據 11.3.5Actor中的事務 11.3.6創建Transactor 11.4小結 第12章Akka程序設計實踐 12.1Akka的配置、日誌及部署 12.1.1Akka中配置文件的讀寫 12.1.2Akka中日誌配置 12.1.3Akka部署及應用場景 12.2使用Akka框架實現單詞統計 12.3分布式Akka環境搭建 12.4使用Akka微內核部署應用 12.5Akka框架在Spark中的運用 12.6小結 第13章Kafka設計理念與基本架構 13.1Kafka産生的背景 13.2消息隊列係統 13.2.1概述 13.2.2常用的消息隊列係統對比 13.2.3Kafka特點及特性 13.2.4Kafka係統應用場景 13.3Kafka設計理念 13.3.1專業術語解析 13.3.2消息存儲與緩存設計 13.3.3消費者與生産者模型 13.3.4Push與Pull機製 13.3.5鏡像機製 13.4Kafka整體架構 13.4.1Kafka基本組成結構 13.4.2Kafka工作流程 13.5Kafka性能分析及優化 13.6Kafka未來研究方嚮 13.7小結 第14章Kafka核心組件及核心特性剖析 14.1Kafka核心組件剖析 14.1.1Producers 14.1.2Consumers 14.1.3Low Level Consumer 14.1.4High Level Consumer 14.2Kafka核心特性剖析 14.2.1Topic、Partitions 14.2.2Replication和Leader Election 14.2.3Consumer Rebalance 14.2.4消息傳送機製 14.2.5Kafka的可靠性 14.2.6Kafka的高效性 14.3Kafka即將發布版本核心組件及特性剖析 14.3.1重新設計的Consumer 14.3.2Coordinator Rebalance 14.4小結 第15章Kafka應用實踐 15.1Kafka開發環境搭建及運行環境部署 15.1.1Kafka開發環境配置 15.1.2Kafka運行環境安裝與部署 15.2基於Kafka客戶端開發 15.2.1消息生産者(Producer)設計 15.2.2消息消費者(Consumer)設計 15.2.3Kafka消費者與生産者配置 15.3Spark Streaming整閤Kafka 15.3.1基本架構設計流程 15.3.2消息消費者(Consumer)設計——基於Receiver方法 15.3.3消息消費者(Consumer)設計——基於No Receiver方法 15.3.4消息生産者(Producer)設計 15.4小結 附錄Kafka集群server.properties配置文檔 參考文獻

前言/序言

  采用Scala語言編寫實現的,大數據領域最火爆的計算框架Spark(其實Spark在Apache下的數據處理領域也是最火爆的計算框架),正在以迅雷不及掩耳之勢快速發展。很少有一門語言能夠像Scala這樣,因其作為大數據框架Spark的核心和首選開發語言而爆發式地普及起來。Spark本身起源於2009年,是美國加州大學伯剋利分校AMP實驗室的一個研究性項目,於2010年開源,在2014、2015年大數據領域軟件排名中,Spark都以絕對優勢遙遙領先!雖然基於Spark平颱可以采用Scala、Java、Python、R等4種語言開發,但據Spark官方統計,2014年和2015年全世界範圍內基於Spark開發采用最多的語言一直都是Scala。另外,在大數據領域越來越多的其他技術框架,例如Kafka等也都把Scala作為實現和開發語言。因此,為瞭打好大數據領域學習的基礎,本書麵嚮廣大Scala愛好者和大數據開發者,以實戰為主導,並用實戰與理論相結閤的方式來幫助讀者學習Scala語言。   從2012年美國政府的“大數據研發計劃”,到2015年我國國務院發布的《促進大數據發展行動綱要》,可以說,大數據已經迎來瞭它的黃金時代。本書緊跟時代潮流,除瞭講解Scala語言之外,還額外挑選瞭當前在大數據領域中應用非常廣泛的Akka和Kafka兩大框架進行講解,並且詳細講解瞭Scala語言在其中的應用。其中,Akka是一個在JVM上構建高並發、分布式和可快速恢復的消息驅動應用的工具包;Kafka是高産齣的分布式消息係統,它實現瞭生産者和消費者之間的無縫連接,實現瞭處理速度快、高可擴展性的分布式實時係統。   本書編寫的主綫是以Scala實戰實例為主導,由淺入深,從Scala的基礎篇、中級篇直至高級篇,對Scala各個知識點加以詳細分析並給齣相應的實例及解析。然後更進一步地引入分布式框架篇,針對當前大數據領域使用非常廣泛的大分布式框架Akka和Kafka,擴展Scala語言在開發分布式框架時的實戰實例,為讀者進一步學習大數據領域各個框架打好基礎。   參與本書編寫的有王傢林、段智華、管祥青、徐奔、張敏、徐香玉等。   本書能順利齣版,離不開齣版社編輯們的大力支持與幫助,在此錶示誠摯的感謝。   非常感謝本書的技術審核徐香玉為審核本書技術相關內容所做齣的努力。   在閱讀本書的過程中,若發現任何問題或有任何疑問,可以加入本書的閱讀群提齣討論,會有專人幫忙答疑。同時,該群中也會提供本書所用實例代碼。   由於時間倉促,書中難免存在不妥之處,請讀者諒解,並提齣寶貴意見。

《精通並發:Java與Rust的並行編程之旅》 前言 在當今信息爆炸的時代,高效處理海量數據、構建響應迅速的應用程序已成為軟件開發的必然趨勢。多核處理器的普及更是將並發編程推嚮瞭技術革新的前沿。從復雜的服務器端係統到高性能的桌麵應用,並發能力已不再是錦上添花,而是不可或缺的核心競爭力。本書旨在深入探討並發編程的理論基石與實踐精髓,以Java和Rust這兩種在並發領域各具特色的語言為載體,引領讀者踏上一段從理解概念到駕馭挑戰的全麵學習之旅。 Java,作為企業級應用開發的事實標準,其成熟的並發模型和豐富的生態係統為我們提供瞭強大的工具集。從底層的綫程模型到高級的並發工具包,Java在平衡易用性與性能之間取得瞭卓越的成就。Rust,作為一門係統級編程語言,則以其內存安全和無畏並發(fearless concurrency)的理念,為開發者提供瞭前所未有的安全保障和極緻的性能。Rust的零成本抽象和所有權係統,使得編寫安全、高效的並發代碼成為可能,並極大地降低瞭由並發引起的常見錯誤(如數據競爭和死鎖)的發生概率。 本書並非僅僅羅列API或語法糖,而是緻力於構建讀者對並發編程深刻的理解。我們將從並發的基本概念齣發,逐步深入到綫程、進程、鎖、同步機製、並發數據結構、內存模型,以及異步編程等核心議題。通過對比Java和Rust在不同並發場景下的實現方式和設計哲學,讀者將能更清晰地認識到不同語言在並發設計上的權衡與優勢。我們將通過大量的代碼示例,涵蓋從簡單的綫程創建到復雜的Actor模型,從基本的互斥鎖到高級的無鎖數據結構,幫助讀者將理論知識轉化為實際的開發能力。 對於Java開發者而言,本書將幫助他們係統梳理和深化對`java.util.concurrent`包的理解,掌握`ExecutorService`、`Future`、`CompletableFuture`等高級抽象,並深入瞭解JMM(Java Memory Model)對並發行為的影響。對於Rust開發者,本書將著重講解其核心的並發原語,如`std::thread`、`std::sync`中的各種鎖和原子類型,以及`async/await`帶來的非阻塞I/O和高吞吐量並發。我們將特彆關注Rust如何通過編譯時檢查來杜絕內存安全問題,以及如何利用其強大的類型係統來構建可靠的並發程序。 本書的最終目標是培養讀者獨立解決復雜並發問題的能力,使他們能夠根據具體需求選擇最閤適的工具和策略,設計齣既高效又健壯的並發係統。無論您是希望在Java平颱上構建高性能分布式係統,還是追求Rust在嵌入式、WebAssembly或係統級開發中的極緻並發性能,本書都將是您寶貴的參考。 第一章:並發編程的基石 並發,顧名思義,是指多個計算任務在同一時間段內交錯執行,但並非一定是真正的並行。理解並發的核心,在於認識到 CPU 的調度機製如何將有限的計算資源分配給眾多的待執行任務。本章將從最基本的概念入手,為讀者搭建起理解後續復雜並發機製的堅實基礎。 綫程與進程:我們將首先區分綫程(Thread)和進程(Process)這兩個最基本的執行單元。進程是操作係統資源分配的基本單位,擁有獨立的內存空間和文件句柄。而綫程則是進程內的一個執行流,共享進程的資源,但擁有獨立的程序計數器、棧和寄存器。我們將探討它們之間的關係、創建與銷毀的開銷,以及在不同場景下的適用性。例如,在需要隔離的環境中,進程的獨立性提供瞭天然的安全屏障;而在需要高效共享數據且通信開銷較小的場景下,綫程則更為閤適。 並行與並發的區彆:清晰地辨析並行(Parallelism)與並發(Concurrency)是至關重要的。並行指的是兩個或多個任務在同一時刻真正地同時執行,通常需要多核處理器或多颱機器。而並發則更強調的是任務的交錯執行,即使在單核處理器上,通過快速切換,也能模擬齣多個任務同時進行的效果。我們將通過實例來演示這種區彆,並強調多核處理器帶來的並行性是提升應用程序性能的根本途徑。 並發帶來的挑戰:並發雖然能帶來性能的巨大提升,但同時也引入瞭一係列棘手的挑戰。本章將初步介紹這些挑戰,包括: 數據競爭(Data Races):當多個綫程同時訪問同一塊內存,並且至少有一個綫程執行寫操作時,如果沒有適當的同步機製,就可能發生數據競爭,導緻不可預測的結果。 死鎖(Deadlocks):當兩個或多個綫程互相等待對方釋放資源,形成一個循環等待鏈時,就會發生死鎖,導緻所有參與的綫程都無法繼續執行。 活鎖(Livelocks):與死鎖不同,活鎖中的綫程不是阻塞的,而是不斷地嘗試執行,但由於某種原因(通常是互相禮讓或響應),始終無法獲得所需的資源,導緻它們“忙碌”卻無進展。 競態條件(Race Conditions):這是數據競爭的一個更廣義的概念,指的是程序執行的結果依賴於多個綫程訪問共享數據時所發生的不可預測的時序。即使沒有直接的寫操作,讀寫組閤也可能産生競態條件。 同步與協調的復雜性:為瞭避免上述問題,我們需要引入各種同步機製,但這又會增加程序的復雜性,並且如果使用不當,反而可能引入新的問題,如性能瓶頸或引入新的死鎖風險。 Java與Rust的並發模型概覽:我們將簡要介紹Java和Rust各自的並發模型。Java的並發模型基於綫程和共享內存,並提供瞭豐富的API來管理綫程和同步。Rust則以其所有權和藉用檢查器為基礎,強調“無畏並發”,通過編譯時保證內存安全,減少運行時檢查,並提供更安全的並發抽象。我們將初步探討它們在處理上述挑戰時所采用的不同哲學和技術手段。 第二章:Java並發編程實踐 Java憑藉其成熟的虛擬機(JVM)和強大的標準庫,在並發編程領域擁有悠久的曆史和廣泛的應用。本章將深入探討Java並發編程的核心概念、工具和最佳實踐,幫助開發者構建高效、可靠的並發應用程序。 綫程的生命周期與管理:我們將詳細介紹Java綫程的生命周期(新建、可運行、運行、阻塞、終止),以及如何通過`Thread`類或實現`Runnable`接口來創建和啓動綫程。我們將深入理解綫程狀態的轉換,以及綫程中斷(`interrupt()`)的機製和陷阱。 同步機製:鎖與`synchronized`關鍵字: `synchronized`關鍵字:這是Java中最基本的同步機製。我們將詳細講解`synchronized`關鍵字在方法和代碼塊中的使用,以及它如何通過監視器鎖(Monitor Lock)來保證同一時間隻有一個綫程能夠訪問被保護的代碼區域。我們將探討對象鎖和類鎖的區彆,以及它們在實際應用中的影響。 `Lock`接口與`ReentrantLock`:除瞭`synchronized`,Java還提供瞭更靈活的`Lock`接口及其實現類`ReentrantLock`。我們將學習如何使用`tryLock()`、`lockInterruptibly()`等方法,以及`Condition`對象來實現更精細的綫程通信和等待/通知機製。我們將對比`synchronized`和`ReentrantLock`的優缺點,並指齣何時選擇哪種鎖。 `java.util.concurrent`包:並發工具的寶庫: 綫程池 (`ExecutorService`):手動創建和管理綫程的開銷很大,且容易導緻資源耗盡。我們將深入學習`ExecutorService`框架,包括`ThreadPoolExecutor`的各種配置參數(核心綫程數、最大綫程數、隊列大小、拒絕策略等),以及`Executors`工具類提供的便捷創建方式。我們將掌握如何提交任務、獲取執行結果以及優雅地關閉綫程池。 並發集閤 (`Concurrent Collections`):標準的`java.util`集閤類(如`ArrayList`、`HashMap`)在多綫程環境下不是綫程安全的。我們將學習`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`、`BlockingQueue`等並發集閤,理解它們內部的同步機製和性能特點,並知道如何在多綫程場景下安全地使用它們。 同步器 (`Synchronizers`):`java.util.concurrent.locks`和`java.util.concurrent`包提供瞭豐富的同步器,如`Semaphore`(信號量)、`CountDownLatch`(倒計數閉鎖)、`CyclicBarrier`(循環屏障)、`Phaser`(階段協調器)等。我們將學習這些同步器的作用和使用場景,它們如何幫助我們協調多個綫程的執行。 原子變量 (`Atomic Variables`):對於簡單的計數器或標誌位的更新,使用鎖會引入不必要的開銷。我們將學習`AtomicInteger`、`AtomicLong`、`AtomicReference`等原子變量,以及它們提供的`compareAndSet`(CAS)等非阻塞原子操作,瞭解CAS是如何在不使用鎖的情況下實現原子性更新的。 Java內存模型 (JMM) 與可見性、原子性、有序性:理解JMM是寫齣正確Java並發程序的關鍵。我們將深入探討JMM如何定義變量的讀寫操作,以及它如何通過緩存、寄存器和指令重排來影響綫程間的可見性(Visibility)、原子性(Atomicity)和有序性(Ordering)。我們將學習`volatile`關鍵字的作用,以及它如何保證變量的可見性和防止指令重排。 `Future`與`CompletableFuture`:異步編程的利器: `Future`接口:用於錶示異步計算的結果,可以獲取異步任務的返迴值,檢查任務是否完成,以及取消任務。 `CompletableFuture`:是Java 8引入的強大工具,它極大地簡化瞭異步編程模型。我們將學習如何創建`CompletableFuture`,如何串聯、組閤多個異步操作,如何處理異常,以及如何利用其迴調機製實現非阻塞的響應式編程。 綫程安全設計模式:我們將介紹一些在Java並發編程中常用的設計模式,例如: 對象封裝與不可變性(Immutability):將共享狀態封裝在對象內部,並使其不可變,是實現綫程安全最簡單有效的方式之一。 私有構造器與工廠方法:限製對象的創建,確保在創建過程中完成必要的初始化。 綫程局部變量(`ThreadLocal`):為每個綫程提供獨立的變量副本,避免共享帶來的衝突。 雙重檢查鎖定(Double-Checked Locking)與懶漢式單例:分析其潛在的綫程安全問題,並提供正確的實現方式(尤其是在Java 5+版本中)。 常見並發陷阱與調試技巧:我們將總結Java並發編程中容易遇到的陷阱,如死鎖、活鎖、性能死鎖(過度同步)、綫程泄露等,並介紹一些實用的調試技巧,如使用`jstack`、`jmap`等工具,以及在IDE中進行並發調試。 第三章:Rust並發編程實踐 Rust以其獨特的內存安全模型和零成本抽象,為開發者提供瞭編寫高效、可靠並發程序的強大能力。本章將聚焦Rust的並發特性,從基礎到高級,引導讀者掌握Rust在並發領域的精髓。 Rust的綫程模型:`std::thread`:我們將學習如何在Rust中創建和管理原生綫程。`std::thread::spawn`是創建新綫程的入口,我們將理解綫程的生命周期,以及如何通過`JoinHandle`來等待綫程完成。 Rust的所有權與並發:Rust的核心優勢在於其所有權係統,它在編譯時就能保證內存安全。我們將深入理解Rust如何通過所有權、藉用(borrowing)和生命周期(lifetimes)來防止數據競爭。 `Send`和`Sync` Trait:這是Rust並發編程的基石。`Send` trait錶明一個類型的值可以安全地在綫程間“發送”(即所有權轉移),而`Sync` trait錶明一個類型的值可以安全地被多個綫程共享(即可以被不可變引用`&T`安全地跨綫程訪問)。我們將學習如何理解和使用這兩個trait,以及它們如何幫助編譯器在編譯時捕獲並發安全問題。 綫程間通信:在Rust中,提倡使用消息傳遞(Message Passing)進行綫程間通信,而不是直接共享可變內存。 通道(Channels):`std::sync::mpsc`(Multiple Producer, Single Consumer)提供瞭多生産者單消費者通道,用於綫程間的消息傳遞。我們將學習如何創建通道、發送消息、接收消息,以及理解通道的阻塞和非阻塞行為。 `Arc`與`Mutex`:雖然Rust提倡消息傳遞,但在某些場景下,共享可變狀態仍然是必要的。`Arc`(Atomically Reference Counted)允許多個所有者共享同一個堆分配的內存,它提供瞭原子性的引用計數,使得`Arc`可以安全地在綫程間傳遞。`Mutex`(Mutual Exclusion)則提供瞭互斥鎖,確保同一時間隻有一個綫程可以訪問被保護的數據。我們將學習如何將`Arc`與`Mutex`結閤使用,以實現安全地共享可變狀態。 `RwLock`(Read-Write Lock):對於讀多寫少的情況,`RwLock`比`Mutex`更高效,它允許多個讀者同時訪問,但隻允許一個寫者。我們將學習`RwLock`的使用方法及其與`Mutex`的性能對比。 無鎖並發(Lock-Free Programming):Rust也支持無鎖並發編程,這可以避免鎖帶來的性能瓶頸和死鎖風險。 原子類型(Atomic Types):`std::sync::atomic`模塊提供瞭原子類型,如`AtomicBool`、`AtomicIsize`、`AtomicUsize`、`AtomicPtr`等。它們提供瞭如`load`、`store`、`compare_exchange`等原子操作,可以用於實現無鎖數據結構。 CAS (Compare-And-Swap) 操作:我們將深入理解CAS操作的原理,以及它是如何作為構建無鎖數據結構的基礎。Rust的原子類型提供瞭`compare_exchange`和`compare_exchange_weak`等方法,用於實現CAS。 異步編程(Async/Await):Rust的`async/await`語法為編寫高效的非阻塞I/O和高並發I/O密集型應用程序提供瞭強大的支持。 `async`函數與`await`關鍵字:我們將學習如何定義`async`函數,以及如何使用`await`來暫停執行,直到異步操作完成。 執行器(Executors)與運行時(Runtimes):`async/await`本身隻是語法糖,實際的異步執行需要一個異步運行時。我們將介紹流行的Rust異步運行時,如`tokio`和`async-std`,並學習如何使用它們來調度和執行異步任務。 異步任務的並發:我們將學習如何使用`tokio::spawn`或`async_std::task::spawn`來創建並發的異步任務,以及如何使用`JoinHandle`來等待它們的完成。 異步通道與同步器:流行的異步運行時通常也提供瞭異步版本的通道和同步器,如`tokio::sync::Mutex`、`tokio::sync::mpsc::channel`等。我們將學習如何在異步上下文中安全地使用這些工具。 Rust的並發生態係統:除瞭標準庫,Rust擁有一個活躍的生態係統,提供瞭許多優秀的並發相關的庫,例如: `rayon`:一個用於並行迭代的庫,可以輕鬆地將CPU密集型任務並行化。 `crossbeam`:提供瞭更高級的並發原語,如`crossbeam-channel`(比`std::sync::mpsc`更靈活的通道)、`crossbeam-deque`(無鎖雙端隊列)等。 `actix` / `warp`:流行的Rust Web框架,它們都構建在異步運行時之上,並提供瞭高效的網絡並發處理能力。 Rust並發編程的最佳實踐:我們將總結Rust並發編程的常見模式和技巧,包括如何編寫可測試的並發代碼,如何避免常見的並發陷阱(盡管Rust的編譯器會幫你很多),以及如何根據性能需求選擇閤適的並發策略。 第四章:跨語言的並發策略與模式 在深入瞭解Java和Rust各自的並發實現後,本章將著眼於更高級彆的並發策略和設計模式,這些模式往往具有跨語言的普適性,並且能幫助我們設計齣更具可擴展性、可維護性和魯棒性的並發係統。 Actor模型:Actor模型是一種並發模型,其中“Actor”是計算的基本單位,它們獨立運行,並通過異步消息傳遞進行通信。我們將探討Actor模型的概念,以及如何在Java(通過Akka等框架)和Rust(通過`actix`等庫)中實現Actor模型。我們將分析Actor模型在構建分布式係統和高並發場景下的優勢。 CSP (Communicating Sequential Processes) 模型:CSP模型強調進程之間的通信,通過通道(Channel)進行同步和數據交換,這是Go語言的並發基礎。我們將討論CSP模型的核心思想,以及它與Java的共享內存模型和Rust的消息傳遞模型的異同。 無鎖數據結構的設計與應用:在前幾章的基礎上,我們將更深入地探討無鎖數據結構的設計原理。我們將分析鏈錶、棧、隊列等常見數據結構的無鎖實現,並討論其性能優勢和適用場景。我們將對比Java和Rust在實現無鎖數據結構時的技術選擇和挑戰。 內存屏障(Memory Barriers)與指令重排:在更底層的層麵,理解內存屏障和指令重排對於深刻理解並發行為至關重要。我們將再次迴顧Java內存模型,並簡要介紹CPU層麵的指令重排機製。對於Rust,雖然編譯器和所有權係統提供瞭高級抽象,但在編寫底層性能代碼時,理解這些概念依然有益。 並發性能分析與調優: 性能瓶頸的識彆:我們將介紹如何使用性能分析工具(如Java的JProfiler、VisualVM,Rust的`perf`、`flamegraph`)來識彆並發程序中的性能瓶頸,例如CPU爭用、鎖競爭、內存分配等。 調優策略:我們將討論針對不同瓶頸的調優策略,包括優化算法、調整綫程池大小、減少鎖的粒度、使用更優的並發數據結構、異步化I/O操作等。 分布式並發:在現代軟件架構中,分布式係統是常態。我們將簡要探討分布式並發帶來的額外挑戰,如網絡延遲、節點故障、一緻性問題(CAP定理),以及分布式鎖、分布式事務等概念。雖然本書主要關注單機並發,但理解這些將為讀者構建更復雜的係統打下基礎。 並發編程的測試方法: 單元測試與集成測試:如何為並發代碼編寫有效的測試用例。 並發測試工具:介紹一些用於發現並發錯誤的工具,如Java的`jcstress`、Rust的`loom`。 壓力測試與混沌工程:模擬高並發場景和注入故障,以發現潛在的並發問題。 第五章:實戰項目:構建高並發Web服務 在本章中,我們將通過一個綜閤性的實戰項目,將前麵學到的Java和Rust並發編程知識融會貫通。我們將選擇一個典型的應用場景——構建一個高並發的Web服務,並分彆使用Java和Rust實現其核心邏輯。 項目概述:我們將設計一個簡單的RESTful API服務,例如一個計數器服務,可以接受GET請求獲取當前計數,接受POST請求遞增計數。我們將關注服務的吞吐量、響應時間和資源利用率。 Java實現: 技術棧選擇:我們將使用Spring Boot框架,它提供瞭強大的Web服務開發能力,並內置瞭對並發的支持。 並發處理:我們將深入研究Spring Boot如何配置和管理綫程池(如Tomcat的綫程池),如何使用`@Async`注解實現異步方法調用,以及如何利用`CompletableFuture`處理更復雜的異步流程。 數據同步:對於計數器共享狀態的同步,我們將對比使用`synchronized`、`ReentrantLock`和`AtomicLong`的性能錶現。 性能測試與調優:我們將使用`JMeter`等工具對Java服務進行壓力測試,並根據測試結果進行相應的性能調優。 Rust實現: 技術棧選擇:我們將使用`tokio`作為異步運行時,並選擇一個Web框架,如`warp`或`actix-web`。 並發處理:我們將學習如何使用`tokio::spawn`創建並發的異步任務來處理HTTP請求,如何使用`async/await`編寫高效的I/O密集型代碼。 數據同步:對於計數器的同步,我們將主要使用`Arc>`或`Arc>`(如果讀操作占優),並分析其性能。 性能測試與調優:我們將使用`wrk`或`k6`等工具對Rust服務進行壓力測試,並進行相應的優化。 對比分析:在完成兩個版本的實現後,我們將對它們在開發復雜度、性能、內存占用、可維護性等方麵進行詳細的對比分析,幫助讀者更直觀地理解Java和Rust在並發開發上的差異和優勢。 結語 並發編程是現代軟件開發中一個既具挑戰性又極具價值的領域。本書通過深入剖析Java和Rust在並發方麵的理論與實踐,旨在為讀者提供一個全麵而深刻的理解。我們相信,通過掌握這些知識和技能,您將能自信地應對各種復雜的並發場景,構建齣更強大、更高效、更可靠的應用程序。並發的世界是廣闊的,本書隻是為您開啓瞭一扇門,未來的學習和探索,將由您繼續書寫。 附錄: Java並發API參考 Rust並發標準庫與常用crate概覽 並發編程術語錶

用戶評價

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作為一個有著一定編程背景的讀者,我一直在尋找一本能夠幫助我快速掌握一門“新”語言,並且能夠迅速投入實際工作的書籍。《Scala語言基礎與開發實戰》這本書在這方麵做得非常齣色。它並非那種隻羅列語法規則的書籍,而是從開發者的實際需求齣發,循序漸進地引導讀者理解 Scala 的核心特性。我特彆欣賞書中對 Scala 類和對象係統講解的細緻之處,比如 trait 的使用,它比 Java 的接口更加靈活,能夠實現代碼的復用和組閤。同時,書中對 Scala 的集閤(Collections)庫的講解也十分到位,它提供瞭豐富且高效的數據結構,並且支持函數式的操作,這大大簡化瞭數據處理的代碼。我發現,一旦掌握瞭 Scala 的集閤操作,很多以前需要寫很多循環的代碼,現在都可以用更簡潔、更具聲明性的方式來實現。另外,書中還涉及瞭 Scala 的並發編程,這是現代軟件開發中不可或缺的一部分。作者通過具體的例子,展示瞭如何利用 Scala 的並發原語來處理多綫程問題,避免常見的死鎖和競態條件。我對書中關於“Side Effects”(副作用)的處理方式印象深刻,它鼓勵開發者盡量將函數設計成無副作用的,從而提高代碼的可測試性和可維護性。這本書的實用性極強,讓我能夠很快地將所學知識應用於實際的項目開發中。

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作為一名希望在技術領域不斷精進的開發者,我一直對那些能夠帶來效率提升和代碼質量飛躍的技術充滿熱情。《Scala語言基礎與開發實戰》這本書,正是這樣一本讓我受益匪淺的著作。它在講解 Scala 的基礎知識時,並沒有停留在錶麵,而是深入剖析瞭 Scala 語言的設計哲學和核心優勢。我尤其欣賞書中對 Scala 的“Expression-Oriented”(錶達式導嚮)的講解,這意味著幾乎所有東西都可以被看作一個錶達式,並返迴一個值,這使得代碼的組織和組閤更加靈活。書中關於“Lazy Evaluation”(惰性求值)的介紹也讓我眼前一亮,它能夠有效地處理無限序列,並且優化性能。我曾經在處理大數據集時遇到過性能瓶頸,而 Scala 的惰性求值機製,讓我看到瞭解決這些問題的希望。書中還詳細介紹瞭 Scala 在實際開發中的應用,包括與 Java 的互操作性,以及在 Web 開發、數據科學等領域的實踐。這些內容非常有價值,讓我能夠看到 Scala 在不同場景下的應用潛力,並為我未來的職業發展提供瞭新的思路。這本書的講解細緻入微,代碼示例豐富實用,它不僅教會瞭我如何使用 Scala,更教會瞭我如何用 Scala 來寫齣更優雅、更高效、更易於維護的代碼,對於想要深入理解並掌握 Scala 的開發者來說,這是一本不容錯過的寶藏。

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作為一名對函數式編程和現代軟件開發充滿好奇的開發者,我一直在尋找一本能夠清晰、深入地講解 Scala 語言的書籍。在我接觸到《Scala語言基礎與開發實戰》這本書之前,我嘗試過許多在綫教程和零散的博客文章,但總感覺它們缺乏係統性,難以構建起對 Scala 核心概念的全麵認知。這本書的齣版,無疑為我打開瞭一扇新的大門。從內容上看,它不僅僅是停留在語法層麵,而是將 Scala 的設計哲學、核心優勢以及在實際開發中的應用場景進行瞭深度剖析。例如,它對 Immutability(不可變性)的強調,以及如何利用它來編寫更安全、更易於並發的代碼,這一點令我印象深刻。書中的代碼示例也十分貼閤實際,並非那些脫離上下文的“Hello, World!”,而是展現瞭如何利用 Scala 的特性解決真實世界的工程問題。我尤其欣賞書中對函數式編程範式的講解,它不像一些技術書籍那樣枯燥乏味,而是通過生動的比喻和循序漸進的講解,讓我這個初學者也能逐漸領悟到函數式編程的精妙之處。此外,它還涵蓋瞭 Scala 在大數據、微服務等熱門領域的應用,這讓我對接下來的學習方嚮有瞭更清晰的規劃。整體而言,這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期,它不僅僅是一本教材,更像是一位經驗豐富的導師,指引我在 Scala 的世界裏不斷探索和前進。

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在我學習編程的過程中,接觸過不少語言,但 Scala 以其獨特的魅力,尤其是在函數式編程和麵嚮對象編程的融閤方麵,吸引瞭我。《Scala語言基礎與開發實戰》這本書,可以說是為我揭示瞭 Scala 的精髓。它不僅僅是關於如何寫 Scala 代碼,更是關於如何用 Scala 的思維方式去思考問題。書中對“Immutability”(不可變性)和“Pure Functions”(純函數)的強調,讓我深刻理解瞭函數式編程帶來的好處——更少的 bug,更容易推理的代碼。我特彆喜歡書中關於模式匹配(Pattern Matching)的講解,它讓代碼的邏輯分支處理變得如此清晰和直觀,比傳統的 if-else 結構更加強大和易讀。此外,這本書還深入探討瞭 Scala 的類型係統,比如泛型(Generics)、特質(Traits)和抽象類型(Abstract Types),這些都為編寫更健壯、更靈活的代碼提供瞭強大的支持。書中的一些高級特性,如類型類(Type Classes)和代數數據類型(Algebraic Data Types),雖然一開始可能有些挑戰,但作者通過循序漸進的講解和豐富的示例,讓我逐漸掌握瞭這些強大的概念,並認識到它們在構建復雜係統中的巨大潛力。這本書的寫作風格流暢,邏輯清晰,讓我能夠沉浸其中,享受學習的樂趣,並且能夠將這些知識融會貫通,應用到我的實際開發工作中。

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這是一本為那些想要深入理解 JVM 生態係統,並尋求一門強大、簡潔且錶達力豐富的語言的開發者量身打造的佳作。我之前對 Scala 的瞭解大多停留在其作為 Java 的一種“更現代”的替代品的層麵,但《Scala語言基礎與開發實戰》徹底改變瞭我的看法。書中在講解 Scala 的基本語法時,非常巧妙地融入瞭函數式編程的思想,比如模式匹配、高階函數、柯裏化等,這些概念在其他許多語言中可能需要大量的模闆代碼纔能實現,而在 Scala 中卻可以寫得如此優雅和簡潔。我尤其喜歡書中關於隱式轉換(Implicit Conversions)和隱式參數(Implicit Parameters)的章節,這部分內容是 Scala 中一個非常強大但又容易讓人睏惑的特性,而作者通過大量的實例,將其講得清晰透徹,讓我能夠真正理解其背後的原理和在實際開發中的強大應用。書中也深入探討瞭 Scala 的並發模型,包括 Future、Actor 等,這對於開發高性能、高可伸縮性的應用程序至關重要。我曾嘗試過使用其他並發模型,但 Scala 的方式感覺更加自然和安全。書中的案例研究非常具有指導意義,展示瞭如何將 Scala 應用於實際的軟件開發項目中,從構建 RESTful API 到處理大規模數據流,都提供瞭寶貴的經驗。這本書無疑為我掌握 Scala 提供瞭堅實的基礎,並激發瞭我對其更深層次探索的興趣。

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非常好的書 適閤大數據學習者使用

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專業必備,很不錯。可以好好的學習技術。

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基於spark1的,也還算講解詳細,可以對比spark2看看

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書收到瞭,翻看瞭一下,感覺很不錯,一直對大數據很感興趣,希望這本書能夠成為一個橋梁,讓我抵達彼岸大數據的世界!

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書不錯,學習中。

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此用戶未及時填寫評價內容,係統默認好評!

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書裏內容講的很清晰,易懂;示例豐富、詳盡,很有代錶性;算法很全麵,易學、上手快,對初學者是一本很好的入門書;全五分好評哦。

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這本書挺好的,各種算法講的都比較詳細,內容也比較充實,而且還有各種事例,推薦。

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書本很好,老師也很棒,法國博士迴國很牛的。初次接觸大數據感覺很有趣,書也很通俗易懂。很認真學習這門課程的。一次不錯的購書體驗。

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