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[日] 結城浩著侯振龍，楊文軒譯 著

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• 編程技巧
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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115462749

商品編碼：18605103747

齣版時間：2017-08-01

作  者:(日)結城浩 著;侯振龍,楊文軒 譯 著作 定  價:89 齣 版 社:人民郵電齣版社 齣版日期:2017年08月01日 頁  數:491 裝  幀:平裝 ISBN:9787115462749 ●暫無

內容簡介

暫無

深入理解並發的奧秘：精選多綫程編程實踐與設計思想 在這本書中，我們將一同踏上一段探尋並發世界核心的旅程。我們並非局限於某一門特定語言的語法細節，而是聚焦於多綫程編程背後普適性的設計理念、經典模式以及實用的解決策略。這本書旨在幫助開發者，無論你使用何種語言，都能構建齣健壯、高效且易於維護的並發係統。 第一部分：並發編程的基石——理解核心概念 在深入探討設計模式之前，建立堅實的概念基礎至關重要。我們將從最基礎的綫程生命周期模型入手，逐一解析綫程的創建、啓動、執行、阻塞、喚醒以及終止過程。理解綫程如何在操作係統中被調度，以及不同調度策略可能帶來的影響，是優化並發性能的第一步。 隨後，我們將重點討論並發環境中常見的挑戰：競態條件（Race Condition）和死鎖（Deadlock）。我們會通過生動形象的案例，解釋這些問題是如何産生的，以及它們對程序穩定性和正確性的毀滅性打擊。理解這些問題的根源，是避免和解決它們的前提。 我們還將深入剖析可見性（Visibility）、原子性（Atomicity）和有序性（Ordering）這三大並發核心問題。 可見性：為什麼一個綫程對共享變量的修改，另一個綫程可能看不到？我們將揭示緩存、編譯器優化和處理器重排等因素如何影響數據的可見性。 原子性：如何確保一係列操作作為一個整體，要麼全部完成，要麼全部不完成？我們將講解實現原子性操作的關鍵技術。 有序性：編譯器和處理器在執行指令時，會進行重排序以提高效率。這種重排序在並發場景下可能導緻意想不到的結果。我們將闡述指令重排序的規則，以及如何通過特定的機製來保證指令執行的順序。 掌握瞭這些基礎概念，我們將為後續的學習打下堅實的基礎，能夠更深刻地理解各種設計模式的齣現及其解決的根本問題。 第二部分：解鎖並發設計的強大模式 本部分將是本書的核心，我們將詳細介紹一係列在並發編程領域經過時間檢驗的經典設計模式。這些模式並非紙上談兵，而是經過無數實際項目打磨的智慧結晶，能夠幫助我們係統地解決各種並發難題。 同步模式（Synchronization Patterns）： 互斥同步（Mutual Exclusion）：這是最基本也最核心的並發控製機製。我們將深入講解鎖（Locks）的概念，包括互斥鎖（Mutex）、讀寫鎖（Read-Write Lock）的原理、使用場景以及性能考量。我們會詳細分析如何避免常見的鎖使用誤區，如活鎖（Livelock）和優先級反轉（Priority Inversion）。 條件變量（Condition Variables）：當綫程需要等待某個條件滿足纔能繼續執行時，條件變量就派上瞭用場。我們將講解如何利用條件變量實現綫程間的協作，例如生産者-消費者模式中的核心機製。 信號量（Semaphores）：信號量是一種更通用的同步工具，可以用於控製對有限資源的訪問。我們將演示如何使用信號量實現資源池管理、生産者-消費者問題的多種變種以及綫程池的構建。 對象生命周期模式（Object Lifecycle Patterns）： 綫程本地存儲（Thread-Local Storage - TLS）：當我們需要為每個綫程提供獨立的變量副本時，綫程本地存儲是最佳選擇。我們將探討TLS的實現機製，以及它在避免共享數據衝突、簡化代碼方麵的優勢。 對象池（Object Pooling）：頻繁創建和銷毀對象會帶來性能開銷。對象池模式通過復用已創建的對象來提升性能。我們將分析對象池的設計要點，包括如何管理池的大小、如何進行對象的初始化和銷毀。 並發行為模式（Concurrency Behavior Patterns）： 生産者-消費者模式（Producer-Consumer Pattern）：這是解決任務解耦和異步處理問題的經典模式。我們將從最簡單的單生産者單消費者場景齣發，逐步擴展到多生産者多消費者，並討論如何處理邊界條件和提高吞吐量。 讀寫鎖模式（Read-Write Lock Pattern）：當讀操作遠多於寫操作時，使用標準的互斥鎖會限製並發讀的效率。讀寫鎖模式能夠允許多個綫程同時讀取共享數據，但當有寫操作發生時，所有讀寫操作都會被阻塞，從而保證數據一緻性。我們將深入分析其實現原理和適用場景。 守護綫程模式（Guardian Thread Pattern）：用於監控和管理其他綫程或資源的生命周期，並在必要時執行清理或恢復操作。 事件驅動並發模式（Event-Driven Concurrency Pattern）：通過事件來觸發並發任務的執行，實現鬆耦閤和高響應性。 並發工具模式（Concurrency Utilities Patterns）： 綫程池（Thread Pool）：管理一組預先創建的綫程，用於執行異步任務。這將顯著減少綫程創建和銷毀的開銷，提高係統響應速度和資源利用率。我們將深入探討綫程池的構成（綫程管理、任務隊列、拒絕策略）以及如何根據實際需求進行配置。 並發集閤（Concurrent Collections）：各種綫程安全的集閤類，如並發隊列、並發映射等，它們內部已經實現瞭必要的同步機製，可以方便地在多綫程環境下使用，避免瞭手動加鎖的復雜性。 在本部分，我們將不僅僅是羅列這些模式，更重要的是通過豐富的代碼示例，演示如何在實際開發中應用這些模式。每一個模式都會伴隨著清晰的僞代碼或通用邏輯解釋，方便讀者將其遷移到自己熟悉的編程語言中。我們會深入剖析每個模式的設計思路、優點、缺點以及適用範圍，幫助讀者做齣明智的技術選型。 第三部分：邁嚮高級並發——性能優化與健壯性 僅僅掌握設計模式是不足以構建齣真正優秀的並發係統的。本部分將引導讀者深入思考如何進一步提升並發係統的性能和健壯性。 性能優化策略： 無鎖編程（Lock-Free Programming）：在某些場景下，過度依賴鎖會導緻性能瓶頸。我們將介紹無鎖編程的基本思想，包括原子操作（Atomic Operations）的使用，以及通過CAS（Compare-And-Swap）等機製實現非阻塞同步。 異步編程模型（Asynchronous Programming Models）：探索迴調（Callbacks）、Future/Promise、以及更現代的協程（Coroutines）等異步編程範式，理解它們如何幫助我們避免阻塞，提高I/O密集型應用的吞吐量。 並行計算與任務分解：如何有效地將復雜任務分解為可並行執行的子任務，並利用多核處理器實現加速。我們將探討分治（Divide and Conquer）策略在並行計算中的應用。 健壯性與可維護性： 異常處理與錯誤恢復：在並發環境中，異常的處理變得更加復雜。我們將討論如何設計健壯的異常處理機製，以及如何在發生錯誤時實現有效的恢復。 並發調試技術：並發程序的調試是齣瞭名的睏難。我們將介紹一些實用的調試技巧和工具，幫助開發者定位和解決難以捉摸的並發問題。 測試策略：如何有效地測試並發程序，確保其在各種並發場景下的正確性和穩定性。我們將討論單元測試、集成測試以及一些專門針對並發的測試方法。 實際應用案例分析： 我們將選取一些實際的並發編程場景，例如構建高性能的網絡服務器、設計分布式係統中的並發組件、實現高並發的Web應用後端等，來貫穿和鞏固前麵所學的設計模式和技術。通過這些案例，讀者能夠更直觀地理解如何在復雜環境中應用並發知識。 這本書的特色： 普適性：不局限於特定編程語言，側重於通用並發原理和設計模式。 深度與廣度兼具：從基礎概念到高級技巧，全麵覆蓋並發編程的各個層麵。 理論與實踐相結閤：通過豐富的示例代碼和案例分析，幫助讀者學以緻用。 清晰易懂的講解：采用形象的比喻和深入淺齣的語言，化繁為簡，讓復雜的並發概念變得易於理解。 無論您是初涉並發編程的新手，還是希望深入理解並發世界的資深開發者，本書都將是您不可多得的寶貴資源。通過閱讀本書，您將能夠更自信地設計、實現和維護高效、穩定且易於理解的並發係統，真正掌握駕馭並發世界的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

從實戰應用的層麵來看，這本書的實用性遠超我的預期。它並非那種隻停留在理論層麵討論“應該怎麼做”的書籍，而是提供瞭大量關於“實際生産中如何解決問題”的案例分析。作者非常坦誠地分享瞭自己在大型分布式係統設計中遇到的真實難題，並展示瞭如何運用書中介紹的各種並發模式來解決這些挑戰，例如，在高並發交易係統中如何設計一個既保證數據一緻性又兼顧吞吐量的訂單處理隊列，或者在實時數據聚閤服務中如何規避由於緩存失效導緻的錯誤計算。這些案例的豐富性和貼近性，讓我感覺手中拿著的不僅僅是一本技術參考書，更像是一本資深架構師的“實戰經驗錄”。閤上書本時，我能立即在我的項目中找到可以改進和重構的地方，這種立竿見影的效果，是很多技術書籍難以企及的。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書時，我並沒有抱太大的期望，畢竟市麵上講解並發編程的書籍琳琅滿目，大多數都流於錶麵或者過於晦澀難懂。然而，這本書的開篇就給我留下瞭深刻的印象。作者的敘事方式非常平易近人，仿佛是一位經驗豐富的工程師在耳邊娓娓道來，而不是冷冰冰地羅列技術術語。特彆是對於那些初次接觸並發編程的讀者來說，書中對綫程安全、死鎖、活鎖等核心概念的闡述，完全拋棄瞭那些復雜的數學模型和抽象理論，轉而使用生活化的例子來類比，比如模擬繁忙的超市收銀颱、復雜的生産流水綫，這些比喻不僅形象生動，而且能讓人瞬間抓住問題的本質。讀完前幾章，我感覺自己像是推開瞭一扇通往並發世界的大門，不再感到迷茫，而是充滿瞭探索的欲望。這種從宏觀到微觀、由淺入深的學習路徑設計，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度，讓人可以輕鬆地建立起對多綫程世界的正確認知框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計也值得稱贊。作為一本技術書籍，清晰的結構和直觀的示意圖是至關重要的。這本書在處理復雜流程圖和時序圖時，采用瞭極簡主義的設計風格，去除瞭所有不必要的裝飾，隻保留瞭信息傳遞的核心要素。特彆是對於那些涉及到多綫程交互和狀態轉換的場景，作者繪製的流程圖清晰到令人贊嘆，即便是最復雜的生産者-消費者模型，也能通過一兩張圖紙就將其執行路徑展示得一目瞭然。這種視覺化的學習輔助，極大地減輕瞭閱讀負擔，使得那些原本需要反復在腦海中構建邏輯模型的復雜場景，現在可以依靠直觀的圖形來快速理解。我發現自己可以更快地消化吸收那些原本需要花費數小時纔能理清的同步機製，這無疑提升瞭我的學習效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的精妙之處，很大程度上體現在它對“設計模式”的融入上。以往我接觸的並發編程書籍，要麼是純粹的原理講解，要麼是零散的並發工具使用手冊，缺乏一個係統性的設計思想指導。這本書則巧妙地將經典的軟件設計模式（比如工廠模式、觀察者模式、策略模式等）嫁接到瞭並發場景中，這徹底顛覆瞭我對並發編程的傳統認知。它不隻是教你如何使用`synchronized`或者`ReentrantLock`，而是告訴你，在麵對特定的並發挑戰時，應該采用何種“模式”去組織代碼結構，以達到最佳的健壯性和可維護性。這種“模式化”的思維，使得原本混亂的並發邏輯變得井井有條，即便是處理那些看似棘手的競態條件，也能找到清晰的設計藍圖加以應對。我尤其欣賞作者在講解每個模式時，都會附帶一個實際的代碼演練，將理論與實踐無縫銜接，讓人能夠立刻在自己的代碼庫中嘗試應用這些高級技巧。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，最讓我感到驚喜的是作者對性能優化和底層細節的挖掘深度。許多書籍在講完基礎概念後便戛然而止，留給讀者自己去麵對實際生産環境中的性能瓶頸。而這本書則不然，它花費瞭大量篇幅去剖析JVM內存模型、JIT編譯器對並發代碼的優化處理，甚至深入到瞭操作係統層麵綫程調度的影響。這種全景式的視角，讓讀者不再是孤立地看待代碼層麵的並發控製，而是能理解到代碼是如何被機器最終執行的。例如，書中關於`volatile`關鍵字的講解，不僅僅是停留在“保證可見性”的口頭描述上，而是結閤瞭內存屏障（Memory Barrier）的底層實現來解釋其作用機製，這對於追求極緻性能的開發者來說，無疑是極具價值的參考資料。讀完這部分內容，我清晰地認識到，編寫高效的並發代碼，絕不僅僅是加鎖那麼簡單，它需要對硬件架構有深刻的理解。