具体描述
自20世纪90年代初面世以来，Java因其具备平台独立性、面向对象性、网络编程能力及能够提供图形用户界面、支持线程，而成为许多应用程序的理想开发工具。《JAVA与面向对象程序设计(》帮助读者学习Java的重要特性，并辅以网站 《JAVA与面向对象程序设计(》主要特征包括：强调面向对象程序设计与面向对象设计方法的重要性，Java为组织结构良好的面向对象程序提供了有力支持；图形用户界面（GUI）使得程序对于终端用户而言简单易懂，JFC为GUI提供基础设施与预定义组件；GUI要求程序设计风格可以处理运行时事件，事件驱动程序能够响应不可预知的外部事件的发生；全面涵盖Java语言基础知识、程序结构、编译、执行、出错处理与调试，泛型编程与多态程序设计，基于Swing的Applets的编写与应用，线程概念、技术与多线程应用及网络编程知识，等等。
《JAVA与面向对象程序设计(》适用于高等院校计算机及相关专业本科高年级或研究生的Java与面向对象程序设计类课程，也可作为面向对象程序设计理论、网络编程、图形用户界面设计、Web程序设计、并发/并行程序设计等课程的辅助教材，对于工程项目培训课程也有很好的实用价值。
好的，这是一份关于一本名为《深入理解现代并发编程》的图书简介，内容详尽，不涉及《JAVA与面向对象程序设计》中的任何主题。 --- 图书名称：深入理解现代并发编程 引言：计算范式的演进与核心挑战 在当今的计算领域，单核处理器的性能增长已趋于平缓，多核、异构计算架构已成为主流。传统的串行程序设计范式已无法充分释放硬件的潜力。并发性，作为提升系统吞吐量、响应速度和资源利用率的关键技术，已从一个高级优化选项转变为现代软件工程的基石。然而，并发的引入也带来了复杂性、不确定性和难以调试的错误。 《深入理解现代并发编程》旨在为读者提供一个全面、深入且实用的框架，以掌握在多核环境中设计、实现和验证高性能、高可靠性并发系统的核心原理与技术。本书并非聚焦于特定语言的语法糖，而是深入探讨驱动并发世界的底层机制、设计模式以及最前沿的研究成果。 第一部分：并发基础与底层机制 本部分为后续深入探讨奠定坚实的理论基础，重点剖析操作系统和硬件层面如何支持和管理并发执行。 第一章：现代处理器架构与内存模型 我们从硬件层面入手，详细解析现代CPU缓存层次结构（L1, L2, L3）、乱序执行（Out-of-Order Execution）和指令级并行（Instruction-Level Parallelism, ILP）如何影响程序的执行顺序。特别强调，正是这些硬件优化，催生了软件层面的内存可见性问题。随后，我们将详细阐述内存模型（Memory Models）的必要性，包括C++ `std::memory_order`、Java `volatile`关键字背后的哲学差异，以及处理器一致性模型（如TLO, PSO, RMO）对程序员可见性的影响。理解内存模型是编写正确并发代码的先决条件。 第二章：操作系统与线程管理 本章深入操作系统内核层面，探讨线程（Threads）、进程（Processes）和上下文切换（Context Switching）的开销与机制。我们将对比用户态线程和内核态线程的优劣，分析调度器（Scheduler）的策略（如时间片轮转、优先级继承），并详细介绍同步原语的底层实现：互斥锁（Mutexes）是如何通过原子操作（如Test-and-Set, CAS）实现的，条件变量（Condition Variables）如何与内核的等待队列交互。 第三章：原子操作与无锁编程导论 当锁粒度过细或竞争激烈时，锁本身会成为性能瓶颈。本章将聚焦于原子操作（Atomic Operations）。我们将详细讲解比较并交换（CAS）及其变体（如LL/SC），如何构建不依赖内核调度的并发数据结构。通过实际案例，展示如何使用原子变量替换传统的加锁机制，从而实现更高效的并发访问。 第二部分：经典与现代同步原语 本部分系统梳理了并发控制中使用的核心工具集，并深入剖析它们的性能特征和适用场景。 第四章：锁的深入剖析与优化 除了基本的互斥锁，本章将探讨自旋锁（Spinlocks）的适用范围及其与休眠锁的权衡。我们将引入读者编写公平锁（Fair Locks）与非公平锁的设计思路，并详细分析读写锁（Reader-Writer Locks）的并发优化策略，包括其在不同负载下的性能表现。此外，我们还将讨论信号量（Semaphores）在资源限制和同步通知中的精确应用。 第五章：屏障与内存栅栏 内存屏障（Memory Barriers/Fences）是确保指令重排后的正确可见性的关键。本章将区分不同类型的屏障（Load Barrier, Store Barrier, Full Barrier），并结合特定的硬件架构（如x86和ARM）分析其指令集的具体实现效果。理解何时需要显式地插入屏障，以及编译器优化如何影响其效果，是编写高性能、跨平台代码的关键。 第六章：并发数据结构设计 我们将超越基础的同步机制，进入到高性能数据结构的构建领域。本章将详细设计和实现多线程安全的链表、哈希表和队列。重点讨论无锁队列（Lock-Free Queues）的设计挑战，如ABA问题，以及如何使用RCU（Read-Copy-Update）或相关的内存管理技术来解决这些难题。 第三部分：高级并发模型与分布式考量 现代系统往往需要处理更复杂的交互模式和跨机器的协调问题。 第七章：消息传递与Actor模型 本章介绍替代共享内存模型的范式——消息传递。我们将深入探讨Actor模型（如Erlang/Akka思想），该模型强调隔离状态和通过异步消息进行通信。我们将分析Actor模型的优势，如天然的容错性、易于分布式扩展，并讨论如何在非Actor框架中模拟其核心理念。 第八章：事务性内存与软件事务（STM） 事务性内存（Transactional Memory, TM）被视为未来并发编程的理想解决方案。本章将解释硬件事务内存（HTM）和软件事务内存（STM）的工作原理。重点介绍STM如何通过“乐观执行”的方式简化并发代码的编写，允许开发者将复杂操作视为一个原子单元，并探讨STM在实际应用中遇到的挑战（如冲突检测和回滚机制）。 第九章：并发设计的模式与反模式 优秀的并发设计需要清晰的模式指导。本章总结并分析了经典的设计模式，如生产者-消费者模式、管道（Pipes）、监控器模式等。更重要的是，我们将识别并分析常见的并发反模式，如过度同步（Over-synchronization）、死锁陷阱、资源饥饿以及不恰当的锁粒度选择，并提供具体的重构策略。 第十部分：性能分析、调试与容错 并发程序的正确性验证和性能优化是工程实践中最大的难点。 第十章：并发性能剖析 本章教授如何使用专业的性能分析工具（如火焰图分析器、硬件性能计数器工具）来识别并发系统中的瓶颈。我们将区分CPU受限（CPU-bound）和内存/同步受限（Synchronization-bound）的性能问题，并提供针对性的优化手段，如减少缓存伪共享（False Sharing）和优化锁的粒度。 第十一章：调试与可复现性 由于时间依赖性，并发错误常常是不可复现的“幽灵Bug”。本章介绍用于捕获和分析这些错误的工具和技术，包括时间旅行调试（Time-Travel Debugging）、模型检验（Model Checking）在验证并发协议中的应用，以及如何设计日志和监控系统来辅助诊断竞争条件（Race Conditions）和死锁。 结论：构建健壮的并发未来 《深入理解现代并发编程》提供了一条从硬件底层到高级设计模式的完整学习路径。掌握这些知识，不仅能帮助开发者编写出最大化硬件效率的代码，更重要的是，能够构建出在复杂、多核环境中依然保持高可靠性和可维护性的软件系统。本书旨在培养读者一种“并发思维”，使之能够在面对任何新型并行架构时，都能迅速抓住问题的本质。 ---
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