一本書講透Java線程：原理與實踐

目　　錄　　Contents
前言
基礎篇
第1章　Linux線程基礎2
1.1　Linux進程2
1.1.1　深入理解進程2
1.1.2　進程描述符3
1.1.3　進程創(chuàng)建6
1.1.4　上下文切換7
1.2　Linux進程間通信7
1.2.1　信號 8
1.2.2　管道9
1.2.3　共享內(nèi)存 9
1.2.4　FIFO隊列 9
1.2.5　消息隊列 10
1.2.6　Socket10
1.3　CPU任務調(diào)度10
1.3.1　實時進程與普通進程11
1.3.2　實時調(diào)度策略11
1.3.3　普通調(diào)度策略11
1.3.4　CFS調(diào)度算法11
1.3.5　整體任務調(diào)度12
1.4　Linux線程13
1.4.1　Pthread簡介14
1.4.2　線程創(chuàng)建16
1.4.3　線程終止18
1.5　線程同步：互斥量20
1.5.1　創(chuàng)建互斥量21
1.5.2　互斥量解鎖22
1.5.3　mutex示例22
1.6　線程同步：條件變量23
1.6.1　創(chuàng)建條件變量23
1.6.2　條件變量等待24
1.6.3　條件變量通知24
1.6.4　條件變量使用示例24
1.7　線程同步：信號量25
1.7.1　初始化未命名信號量26
1.7.2　等待一個信號量26
1.7.3　發(fā)布一個信號量26
1.8　小結27
第2章　JVM基礎知識28
2.1　Java、JDK、JRE與JVM28
2.2　Java跨平臺原理29
2.3　JVM系統(tǒng)架構30
2.3.1　類加載子系統(tǒng)30
2.3.2　運行時數(shù)據(jù)區(qū)33
2.3.3　執(zhí)行引擎35
2.4　JVM與操作系統(tǒng)的線程模型36
2.4.1　操作系統(tǒng)的線程模型36
2.4.2　JVM的線程模型38
2.5　JNI機制39
2.5.1　JNI開發(fā)流程40
2.5.2　JNI數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換41
2.5.3　實現(xiàn)案例43
2.6　小結43
第3章　JVM線程44
3.1　為什么需要多線程44
3.1.1　CPU訪問各組件周期45
3.1.2　多線程的出現(xiàn)45
3.2　多線程帶來的問題46
3.2.1　CPU緩存導致的可見性問題46
3.2.2　線程上下文切換帶來的原子性
　　　問題47
3.2.3　優(yōu)化帶來的亂序問題48
3.3　Java內(nèi)存模型與線程規(guī)范50
3.3.1　變量共享51
3.3.2　變量共享的內(nèi)存可見性51
3.3.3　Happens-Before規(guī)則52
3.4　內(nèi)存一致性協(xié)議56
3.4.1　CPU緩存讀取策略57
3.4.2　CPU緩存寫入策略58
3.4.3　MESI協(xié)議59
3.5　內(nèi)存屏障61
3.5.1　內(nèi)存讀寫屏障64
3.5.2　內(nèi)存屏障的實現(xiàn)64
3.5.3　JVM內(nèi)存屏障指令實現(xiàn)65
3.6　JVM的線程66
3.7　Java線程創(chuàng)建過程68
3.7.1　線程創(chuàng)建69
3.7.2　線程執(zhí)行73
3.8　Java線程生命周期75
3.8.1　Java線程生命周期模型75
3.8.2　查看線程的狀態(tài)78
3.9　小結79
第4章　JVM線程通信原理80
4.1　ParkEvent原理80
4.1.1　Allocate方法81
4.1.2　Rlease方法81
4.1.3　park方法82
4.1.4　unpark方法83
4.2　Parker實現(xiàn)原理84
4.2.1　park方法84
4.2.2　unpark方法86
4.3　sleep方法實現(xiàn)原理86
4.3.1　JVM_Sleep函數(shù)86
4.3.2　sleep函數(shù)87
4.4　ObjectMonitor實現(xiàn)原理88
4.4.1　數(shù)據(jù)結構89
4.4.2　ObjectMonitor的構造函數(shù)89
4.4.3　ObjectWaiter源代碼90
4.4.4　TryLock方法91
4.4.5　EnterI方法91
4.4.6　ReenterI方法93
4.4.7　enter方法94
4.4.8　exit方法?95
4.4.9　ExitEpilog方法97
4.5　wait與notify方法實現(xiàn)原理97
4.5.1　設計原理98
4.5.2　wait方法實現(xiàn)原理100
4.5.3　notify方法實現(xiàn)原理102
4.5.4　notifyAll方法實現(xiàn)原理103
4.6　yield方法實現(xiàn)原理103
4.7　join方法實現(xiàn)原理104
4.7.1　JVM_IsThreadAlive105
4.7.2　ensure_join106
4.8　stop方法實現(xiàn)原理107
4.8.1　JVM_StopThread107
4.8.2　HAS_PENDING_EXCEPTION108
4.9　interrupt方法實現(xiàn)原理109
4.10　小結110
第5章　JVM線程同步機制111
5.1　Mark Word 111
5.1.1　Mark Word詳解 112
5.1.2　hashCode驗證113
5.1.3　輕量級鎖的狀態(tài)信息114
5.1.4　重量級鎖的狀態(tài)信息114
5.2　 synchronized設計原理115
5.2.1　synchronized的使用116
5.2.2　synchronized的具體設計118
5.3　synchronized源碼分析120
5.3.1　ACC_SYNCHRONIZED解析
　　　 　過程120
5.3.2　monitorenter指令解析過程122
5.3.3　monitorexit指令解析過程123
5.3.4　鎖獲取實現(xiàn)過程124
5.3.5　鎖釋放實現(xiàn)過程126
5.4　volatile實現(xiàn)原理128
5.4.1　實現(xiàn)原理概述129
5.4.2　getfield指令實現(xiàn)過程130
5.4.3　putfield指令實現(xiàn)過程131
5.5　volatile偽共享132
5.6　CAS硬件同步原語134
5.6.1　CAS硬件原語134
5.6.2　JVM CAS實現(xiàn)135
5.6.3　ABA問題135
5.7　Unsafe功能介紹136
5.7.1　操作內(nèi)存136
5.7.2　獲取字段內(nèi)存偏移量137
5.7.3　普通字段的讀取與賦值138
5.7.4　volatile字段的讀取與賦值138
5.7.5　CAS操作能力139
5.7.6　線程阻塞與喚醒139
5.7.7　內(nèi)存屏障139
5.8　Unsafe實現(xiàn)原理140
5.8.1　volatile字段讀取140
5.8.2　volatile字段寫入141
5.8.3　CAS操作能力141
5.8.4　線程阻塞與喚醒142
5.9　LockSupport實現(xiàn)原理143
5.9.1　Unsafe初始化143
5.9.2　無阻塞對象方法144
5.9.3　有阻塞對象方法144
5.9.4　線程喚醒146
5.10　小結146
進階篇
第6章　Java鎖實現(xiàn)原理148
6.1　CPU架構148
6.1.1　SMP148
6.1.2　NUMA149
6.1.3　SMP與NUMA比較150
6.2　自旋鎖的誕生150
6.2.1　SPIN ON TEST-AND-SET150
6.2.2　TEST-AND