并行編程

第1章緒論1
1.1概述1
1.2并發(fā)與并行2
1.2.1并發(fā)2
1.2.2并行3
1.3Flynn分類(lèi)4
1.4并行編程模型4
1.4.1多線程并行模型4
1.4.2共享內(nèi)存并行模型5
1.4.3分布式并行模型6
1.4.4混合并行編程模型7
1.4.5數(shù)據(jù)并行模型7
1.5并行程序設(shè)計(jì)方法8
1.5.1分治8
1.5.2流水線9
1.5.3消息傳遞10
1.6加速比10
1.6.1阿姆達(dá)爾定律10
1.6.2高斯特凡定律11
1.7并行程序評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)11
1.8Java并行13
1.8.1并行特性13
1.8.2內(nèi)存模型14
1.9程序運(yùn)行說(shuō)明15
習(xí)題17
第2章線程18
2.1基本概念18
2.1.1進(jìn)程與線程18
2.1.2超線程18
2.2線程的創(chuàng)建19
2.2.1不帶返回值的線程——從Thread類(lèi)繼承19
2.2.2不帶返回值的線程——實(shí)現(xiàn)Runnable接口22
2.2.3帶返回值的線程——實(shí)現(xiàn)Callable接口24
2.2.4簡(jiǎn)化線程創(chuàng)建代碼25
2.3線程的屬性28
2.3.1線程標(biāo)識(shí)符28
2.3.2線程名30
2.3.3線程狀態(tài)34
2.3.4優(yōu)先級(jí)37
習(xí)題41
并行編程目錄第3章線程的管理42
3.1線程數(shù)目的確定42
3.2線程運(yùn)行的控制43
3.2.1等待線程執(zhí)行完畢43
3.2.2休眠47
3.2.3中斷48
3.2.4讓出CPU的使用權(quán)50
3.3守護(hù)線程52
3.4線程分組55
3.5線程本地化58
3.6線程開(kāi)銷(xiāo)問(wèn)題60
習(xí)題62
第4章鎖63
4.1概述63
4.2基本概念63
4.2.1數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)63
4.2.2線程安全64
4.2.3臨界區(qū)65
4.2.4監(jiān)視器65
4.3為什么使用同步控制66
4.4同步鎖68
4.4.1同步方法68
4.4.2同步塊70
4.5可重入鎖72
4.6讀寫(xiě)鎖80
4.7郵戳鎖87
4.8鎖的缺點(diǎn)94
4.8.1鎖競(jìng)爭(zhēng)94
4.8.2優(yōu)先權(quán)反轉(zhuǎn)95
4.8.3死鎖95
4.8.4活鎖98
4.9本章小結(jié)100
習(xí)題101
第5章原子操作102
5.1原子性102
5.2基本類(lèi)型的原子操作103
5.3引用類(lèi)型的原子操作106
5.4ABA問(wèn)題108
5.5擴(kuò)展的原子引用類(lèi)型111
5.5.1類(lèi)AtomicMarkableReference111
5.5.2類(lèi)AtomicStampedReference114
5.6原子操作數(shù)組類(lèi)117
5.7volatile關(guān)鍵字122
5.7.1可見(jiàn)性122
5.7.2原子性122
5.7.3指令重排122
5.8本章小結(jié)123
習(xí)題124
第6章異步模式125
6.1基本概念125
6.1.1同步和異步125
6.1.2阻塞和非阻塞125
6.1.3回調(diào)126
6.1.4I/O密集型任務(wù)和計(jì)算密集型任務(wù)126
6.2接口Future126
6.3類(lèi)FutureTask127
6.4類(lèi)CompletableFuture133
6.4.1類(lèi)的定義133
6.4.2創(chuàng)建對(duì)象133
6.4.3獲取返回值134
6.4.4執(zhí)行模型135
6.4.5多個(gè)異步任務(wù)處理144
6.4.6使用回調(diào)函數(shù)147
6.4.7綜合應(yīng)用實(shí)例152
6.5本章小結(jié)155
習(xí)題156
第7章線程協(xié)作157
7.1通過(guò)共享變量進(jìn)行協(xié)作157
7.2等待集合160
7.3等待與通知160
7.4條件變量168
7.5交換器174
習(xí)題178
第8章線程障柵179
8.1概述179
8.2循環(huán)障柵179
8.3倒計(jì)時(shí)門(mén)閂184
8.4信號(hào)量188
8.5階段193
習(xí)題201
第9章線程池管理202
9.1線程池202
9.1.1為什么使用線程池202
9.1.2相關(guān)接口和類(lèi)202
9.1.3應(yīng)用舉例207
9.2固定數(shù)目的線程池209
9.3延遲執(zhí)行、周期性執(zhí)行的執(zhí)行器214
9.4取消任務(wù)的執(zhí)行219
9.5任務(wù)裝載和結(jié)果處理的分離220
9.6管理被拒絕的任務(wù)223
習(xí)題225
第10章并行模式Fork/Join226
10.1基本概念226
10.1.1任務(wù)劃分226
10.1.2負(fù)載均衡227
10.1.3工作竊取227
10.2Fork/Join框架的編程模式228
10.3線程池ForkJoinPool229
10.3.1創(chuàng)建ForkJoinPool對(duì)象229
10.3.2使用ForkJoinPool230
10.4任務(wù)ForkJoinTask231
10.4.1從類(lèi)RecursiveAction繼承創(chuàng)建任務(wù)232
10.4.2從類(lèi)RecursiveTask繼承創(chuàng)建任務(wù)238
10.4.3任務(wù)的運(yùn)行方式242
10.4.4任務(wù)的取消245
10.5本章小結(jié)247
習(xí)題248
第11章線程安全的集合249
11.1線程安全的哈希表249
11.1.1類(lèi)ConcurrentHashMap249
11.1.2類(lèi)HashTable252
11.1.3方法Collections.synchronizedMap253
11.2線程安全的雙端隊(duì)列253
11.3線程安全的跳表257
11.4同步隊(duì)列259
11.5隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生262
11.6并行流264
11.6.1函數(shù)式接口Predicate264
11.6.2流的創(chuàng)建265
11.6.3流的操作266
習(xí)題268
第12章定制并行類(lèi)269
12.1定制同步類(lèi)269
12.1.1定制鎖269
12.1.2定制原子操作272
12.2定制線程工廠275
12.3定制線程池277
12.4定制線程執(zhí)行器279
12.5定制周期性任務(wù)281
12.6定制與Fork/Join框架相關(guān)的并發(fā)類(lèi)285
12.6.1類(lèi)ForkJoinWorkerThread285
12.6.2接口ForkJoinPool.ForkJoinWorkerThreadFactory285
12.6.3自定義Fork/Join框架中的線程285
12.6.4自定義任務(wù)288
習(xí)題291
第13章并行程序設(shè)計(jì)實(shí)例292
13.1桶排序及其并行化292
13.1.1桶排序過(guò)程292
13.1.2并行化292
13.2奇偶排序及其并行化297
13.2.1奇偶排序算法的過(guò)程297
13.2.2并行化300
13.3加密/解密算法及其并行化306
13.3.1加密/解密過(guò)程及相關(guān)代碼306
13.3.2并行化314