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出版者:清华大学出版社

作者:李京华

出品人:

页数:145

译者:

出版时间:1997-06

价格:15.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302024859

丛书系列:

图书标签:

• Java
• Applet
• 编程
• 技术
• 图形界面
• 网络编程
• 小程序
• JavaSE
• 开发
• 入门
• 教程

好的，这是一份关于《高级并发编程实践》的图书简介，内容详尽，不涉及任何关于Java Applet编程或您提到书名的信息。 --- 图书简介：高级并发编程实践——从原理到极致性能调优 导言：迈向多核时代的基石 在当今计算架构日益向多核、异构并行迈进的时代，并发编程已不再是特定领域的技术选型，而是构建高性能、高可靠性系统的核心能力。本书《高级并发编程实践》旨在深入剖析并发世界的复杂性，超越基础的线程和锁概念，带领读者掌握构建健壮、高效并行应用程序的完整技术栈。我们聚焦于理解底层硬件、操作系统与编程语言运行时如何协同工作，从而实现对共享资源的精妙控制与资源利用率的最大化。 第一部分：并发模型的底层基石 (Foundation) 本部分将对现代计算机系统中并发执行的基础架构进行系统性的梳理，为后续的高级主题打下坚实的理论基础。 第一章：并行架构与内存模型解析 深入探讨现代CPU的工作原理，包括指令级并行（ILP）、超线程（SMT）以及多级缓存层次结构（L1, L2, L3）。我们将详细分析内存一致性模型（Memory Consistency Models），特别是针对x86-64和ARM架构的差异。理解内存屏障（Memory Barriers/Fences）的精确语义，是编写无锁（Lock-Free）代码的第一步。我们将剖析Java/C++等语言的内存模型规范，揭示编译器和硬件重排序（Reordering）的潜在陷阱。 第二章：操作系统与运行时环境中的并发原语 本章聚焦于操作系统内核提供的核心同步工具，以及语言运行时如何抽象和包装这些工具。内容包括：上下文切换的成本分析、内核级锁（如Mutex、Semaphore）的工作机制、以及用户态快速路径（Fast Path）的优化设计。我们将对比研究不同操作系统（如Linux, Windows）在调度器设计上的哲学差异，以及它们如何影响线程的生命周期管理和优先级反转问题。 第三章：原子操作与无锁编程基础 原子操作是实现高性能并发的基石。本章将详尽介绍Compare-and-Swap (CAS) 及其变种（如LL/SC）。我们会深入研究JVM/CLR内部如何通过Unsafe或底层指令集实现高效的原子读写。理论上，本章将推导并验证禁用圈（Inducing Cycles）的概念，用以分析和设计基于CAS的简单数据结构，例如高性能的原子计数器和引用计数器。 第二部分：高效并发数据结构与算法 (Data Structures & Algorithms) 本部分将从实践角度出发，介绍构建高性能系统的关键数据结构，这些结构是现代并发框架的核心组件。 第四章：并发容器的设计与陷阱 我们将解构主流编程语言标准库中的并发容器（如ConcurrentHashMap、Copy-On-Write 集合）。重点分析其内部的分段（Segmentation）、版本控制（Versioning）以及乐观/悲观锁定策略的平衡点。此外，本章将探讨如何正确使用非并发数据结构（如`ArrayList`）配合外部同步机制，以实现比标准并发容器更优异的特定场景性能。 第五章：无锁与等待无关（Wait-Free）算法深度剖析 进入无锁编程的核心领域。本章将详细介绍如Michael & Scott 队列、Hazard Pointers、以及RDCSS（Read-Copy-Update for Single-Word）等经典无锁算法的实现原理、正确性证明和性能分析。读者将学习如何使用ABA问题的解决方案来保证算法的健壮性，并理解等待无关算法在确保最坏情况下的有限步完成方面的优势。 第六章：并发集合的定制与优化 超越标准库的限制，本章指导读者根据特定业务需求设计定制化的并发数据结构。内容包括：基于Log-Structured Merge-Tree (LSM-Tree) 思想的并发索引设计、Skip List的并发化实现，以及如何利用内存顺序一致性模型设计轻量级的并发缓存淘汰策略。 第三部分：高级同步范式与资源管理 (Synchronization Paradigms) 掌握了基础工具后，本部分将深入研究更抽象、更具表达力的同步范式，以及如何管理复杂的并行工作流。 第七章：面向消息传递的并发模型（Actor & CSP） 在共享内存模型面临挑战的背景下，消息传递模型提供了更清晰的隔离边界。本章将系统性地介绍Actor模型（如Akka框架的核心思想）和Communicating Sequential Processes (CSP)模型（如Go语言的Goroutine/Channel）。我们将对比分析这两种模型在状态隔离、容错恢复和资源调度上的异同，并指导读者如何选择最适合应用场景的范式。 第八章：并行化框架与任务调度 (Task Scheduling) 本章关注如何高效地将工作负载分解并分发给计算资源。我们将深入研究工作窃取（Work-Stealing）调度器的内部机制，如Fork/Join框架的工作原理。此外，本章还将涵盖数据流编程（Dataflow Programming）在并发计算中的应用，重点分析其在图计算和复杂管道处理中的优势。 第九章：细粒度同步与读写分离技术 对于读多写少的场景，读写锁（Read-Write Locks）是关键优化手段。本章将分析传统读写锁的性能瓶颈（如写饥饿），并介绍基于计数器和内存屏障的RCU (Read-Copy-Update) 机制的实现细节，这在内核和高性能数据库中是至关重要的技术。 第四部分：性能剖析与系统级调优 (Profiling & Tuning) 再好的设计，也需要经过严格的性能验证。本部分是实践的升华，专注于如何量化并发代码的效率并进行精准调优。 第十章：并发性能的度量与瓶颈识别 介绍专业的性能分析工具，如火焰图（Flame Graphs）、硬件性能计数器（Hardware Performance Counters）以及内核级追踪工具（如eBPF/DTrace）。重点学习如何通过这些工具识别伪共享（False Sharing）、缓存失效和过度同步导致的隐藏性能杀手。 第十一章：JVM/CLR运行时的并发调优策略（若适用语言为Java/C） 深入探讨特定运行时环境（如JVM）如何影响并发性能。内容包括：垃圾回收器（如ZGC/Shenandoah）对并发线程的影响、JIT编译对原子操作的优化、以及锁的偏向锁（Biased Locking）和轻量级锁（Lightweight Locking）的升级路径分析。 第十二章：极致调优：硬件与软件的融合 本章探讨如何从硬件层面指导软件优化。内容包括：NUMA（Non-Uniform Memory Access）架构下的内存分配策略、线程绑定（Thread Affinity）对缓存命中率的影响、以及如何利用内存顺序一致性模型设计出比标准锁更快的定制化同步原语。本书将通过多个真实的、复杂的案例研究（如高性能交易系统、分布式缓存）来贯穿整个调优流程，确保读者能够将理论转化为实际的系统性能提升。 --- 目标读者： 资深软件工程师、系统架构师、追求极致性能的开发者，以及所有希望深入理解现代多核系统并发原理的研究人员。 本书承诺： 我们不提供简单的API指南，而是深入底层机制，为您构建下一代高性能并发系统的能力保驾护航。掌握本书内容，您将能够自信地驾驭并发编程中最具挑战性的难题。

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