JAVA多线程设计模式

漫谈UML

UML

类图

类和层次结构的关系

接口与实现

聚合

访问控制

类间的关联性

顺序图

处理流程和对象间的协调

时序图

Introduction 1 Java语言的线程

Java语言的线程

何谓线程

明为追踪处理流程，实则追踪线程

单线程程序

多线程程序

Thread类的run方法和start方法

线程的启动

线程的启动(1)——利用Thread类的子类

线程的启动(2)——利用Runnable接口

线程的暂时停止

线程的共享互斥

synchronized方法

synchronized阻挡

线程的协调

wait set——线程的休息室

wait方法——把线程放入wait set

notif3，方法——从wait set拿出线程

notifyAll方法——从wait set拿出所有线程

wait、notify、notifyAll是Object类的方法

线程的状态移转

跟线程有关的其他话题

重点回顾

练习问题

Introduction 2 多线程程序的评量标准

多线程程序的评量标准

安全性——不损坏对象

生存性——进行必要的处理

复用性——可再利用类

性能——能快速、大量进行处理

评量标准的总结

重点回顾

练习问题

第1章 Single Threaded Execution——能通过这座桥的，只有一个人

Single Threaded Execution Pattern

范例程序1：不使用Single Threaded Execution Pattern的范例

Main类

并非线程安全(thread-safe)的Gate类

UserThread类

执行看看·果然出错了

为什么会出错呢

范例程序2：使用Single Threaded Execution Pattern的范例

线程安全的Gate类

synchronized所扮演的角色

Single Threaded Execution Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

何时使用(适用性)

生命性与死锁

可重用性与继承异常

临界区的大小与执行性能

相关Pattern

Guarded Suspension Pattern(第3章)

Read-Write Lock Pattern(第6章)

Immutable Pattern(第2章)

Thread-Specific Storage Pattern(第11章)

进阶说明：关于synchronized

synchronized语法与Before／After Pattern

这个synchronized在保护什么

该以什么单位来保护呢

获取谁的锁定来保护的呢

原子的操作

long与double并不是原子的

重点回顾

练习问题

第2章 Immutable——想破坏它也没办法

Immutable Pattern

范例程序

使用Immutable Pattern的Person类

Main类

PrintPersonThread类

Immutable Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

何时使用(适用性)

思考成对的mutable类与immutable类[执行性能]

为了保护类的不变性[复用性]

标准类链接库里使用到的Immutable Pattern

相关Pattern

Single Threaded Execution Pattern(第l章)

Read-Write Lock Pattern(第6章)

Flyweight Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

进阶说明：final

重点回顾

练习问题

第3章 Guarded Suspension——要等到我准备好喔

Guarded Suspension Pattern

范例程序

Request类

RequestQueue类

ClientThread类

ServerThread类

Main类

java．util．LinkedList类的操作

仔细分析getRequest方法

仔细分析putRequest方法

synchronized的意义

wait与锁定

Guarded Suspension Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

有条件的synchronized

多线程版的if

忘记更改状态与生命性

wait与notif3，／notif3，All的责任[复用性]

各种各样的称呼

相关Pattern

Single Threaded Execution Paaem(第1章)

Balking Pattern(第4章)

Producer-Consumer Pattern(第5章)

Future Pattern(第9章)

重点回顾

练习问题

第4章 Balking——不需要的话，就算了吧

Balking Pattern

范例程序

Data类

SaverThread类

ChangerThread类

Main类

Balking Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

何时使用(适用性)

表达balk结果的方式

相关Paaem

Guarded Suspension Pattern(第3章)

Observer Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

进阶说明：timeout

B alking PaRem与Guarded Suspension Pattern的中间

wait的结束是什么时候

guarded timed的实现

synchronized没有timeout，也不能中断

重点回顾

练习问题

第5章 Producer-Consumer——我来做，你来用

Producer-Consumer Pattern

范例程序

Main类

MakerThread类

EaterThread类

Table类

分析put方法

分析take方法

Producer-Consumer Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

保护安全性的Channel参与者[复用性]

不能直接传递吗

Channel参与者负荷派生的问题

要以什么顺序传递Data参与者

[中间者的存在]隐含的意义

只有一个Consumer参与者时会如何

相关PaRem

Mediator PaRern(参考附录E[GoF][Yukiol])

Worker Thread Pattern(第8章)

Command Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

Strategy Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

进阶说明：InterruptedException异常

可能会花一些时间，但是可以取消掉

后面接着throws InterruptedException的方法

sleep方法与interrupt方法

wait方法与interrupt方法

ioin方法与interrupt方法

interrupt方法只是改变中断状态而已

isInterrupted方法——检查中断状态

Thread．interrupted方法——检查并清除中断状态

Thread类的stop方法不能使用

重点回顾

练习问题

第6章 Read-Write Lock——大家想看就看吧，不过看的时候不能写喔．

Read-Write Lock Pattern

范例程序

Main类

Data类

WriterThread类

ReaderThread类

ReadWriteLock类

执行结果

检验警戒条件

Read-Write Lock Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

利用同时“读取"不会冲突的特性，提高程序的性能

适合读取操作繁重时

适合读取比写入次数频繁时

锁定的意义

相关Pattern

Immutable Pattern(第2章)。

Single Threaded Execution Pattern(第1章)

Guarded Suspension Pattern(第3章)

Before／After Pattern(参考附录E[Lea])

Strategized Locking Pattern(参考附录E[POSA2])

重点回顾

练习问题

第7章 Thread·Per-Message——这个工作交给你了

Thread-Per-Message Pattern

范例程序

Main类

Host类

Helper类

Thread-Per-Message Pattern的所有参与者一

扩展思考方向的提示

提升响应性，降低延迟时间

适合在操作顺序无所谓时使用

不需要返回值的时候

应用在服务器的制作

调用方法+启动线程一传送消息

相关Pattern

Future Pattern(第9章)

Worker Thread Pattern(第8章)

进阶说明：进程与线程

重点回顾

练习问题

第8章 Worker Thread——等到工作来，来了就工作

Worker Thread PaRern

范例程序

Main类

ClientThread类

Request类

Channel类

WorkerThread类

Worker Thread Paaern的所有参与者

扩展思考方向的提示

启动线程是繁重的操作

控制承载量

invocation与execution的分离

Runnable接口的意义

多态的Request参与者

只有一条Worker参与者

相关Pattern

Producer-Consumer Pattern(第5章)

Thread-Per-Message Pattern(第7章)

Command Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

Future Pattern(第9章)

Flyweight Pattern(参考附录E[GoF][Yukiol])

Thread-Specific Storage Pattern(第11章)

Active Obiect Pattern(第12章)

进阶说明：Swing的Event-Dispatching Thread

何谓Event-Dispatching Thread

Event-dispatching thread只有一条

Event-dispatching thread会调用Listener

注册Listener的意义

Event-dispatching thread也处理画面的重绘

javax．swing．SwingUtilities类

Swing的单线程规则

重点回顾

练习问题

第9章 Future——先给您这张提货单

Future Pattern

范例程序

Main类

Host类

Data接口

FutureData类

RealData类

Future Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

能够提升throughput吗

异步方法调用的“返回值”

分离“准备返回值”与“使用返回值”

变形——不让人等待的Future参与者

变形——会改变的Future参与者

谁需要考虑到多线程[复用性]

回调与Future Pattern

相关Pattern

Thread-Per-Message PaRem(第7章)

Builder Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

Proxy Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

Guarded Suspension Pattem(第3章)

重点回顾

Thread-Specific Storage Pattern(第11章)

Active Obiect Pattern(第12章)

进阶说明：Swing的Event-Dispatching Thread

何谓Event-Dispatching Thread

Event-dispatching thread只有一条

Event-dispatching thread会调用Listener

注册Listener的意义

Event-dispatching thread也处理画面的重绘

javax．swing．SwingUtilities类

Swing的单线程规则

重点回顾

练习问题

练习问题

第10章 Two-Phase Termination——快把玩具收拾好，去睡觉吧

Two-Phase Termination Pattern

范例程序

CountupThread类

Main类

Two-Phase Termination Patt．em的所有参与者

扩展思考方向的提示

不可以使用Thread类的stop方法

只检查标识是不够周全的

只测试中断状态也是不够的

进行繁重的处理前，先检查终止请求

join方法与isAlive方法

程序的结束与addShutdownHook方法

优雅终止的线程

相关Pattern

Before／After Pattern(参考附录E[Lea])

Multiphase Cancellation Pattern(参考附录E[Lea])

Multi-Phase Startup Pattern

Balking Pattern(第4章)

进阶说明： 中断状态与InterruptedException异常的相互转换

中断状态一InterruptedException异常的转换

InterruptedException异常一转换为中断状态

InterruptedException异常一转换为InterruptedException异常

重点回顾

练习问题

第11章 Thread·Specific Storage——每个线程的保管箱

Thread-Specific Storage Pattern．

关于java．1ang．ThreadLocal类

java．1ang．ThreadLocal是保管箱间

范例程序1：没有使用Thread-Specific Storage Pattern的范例

Log类

Main类

范例程序2：使用Thread-Specific Storage PaRem的范例

线程特有的TSLog类

Log类

ClientThread类

Main类

Thread-Specific Storage Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

局部变量与java．1ang．ThreadLocal类

放置线程特有信息的地方

不必担心被其他线程访问

throughput的提升取决于实现

隐藏context的危险性

相关Pattern

Singleton Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

Worker Thread Pattern(第8章)

Single Threaded Execution Pattern(第1章)

Proxy Pattern(参考附录E[GoF][Yuki01])

进阶说明：Actor-based与Task-based

主体与客体

Actor-based的思维

Task-based的思维

实际上两个开发方式是混用的

重点回顾

练习问题

第12章 Active Object——接受异步消息的主动对象

Active Object Pattern

范例程序

使用端：Main类

使用端：MakerClientThread类

使用端：DisplayClientThread类

“主动对象”端：ActiveObject接口

“主动对象”端：ActiveObjectFactory类

“主动对象”端：Proxy类

“主动对象”端：SchedulerThread类

“主动对象”端：ActivationQueue类

“主动对象”端：MethodRequest类

“主动对象”端：MakeStringRequest类

“主动对象”端：DisplayStringRequest类

“主动对象”端：Result类

“主动对象”端：FutureResult类

“主动对象”端：RealResult类

“主动对象”端：Servant类

执行范例程序

Active Obiect Pattern的所有参与者

扩展思考方向的提示

到底做了什么事呢

PaRem是否适合使用要考虑问题的规模

注意并发性

新增方法

Scheduler参与者的角色

“主动对象”之间的对话

迈向分布处理——将线程的界限移到机器的界限

相关Pattern

Producer-Consumer Pattern(第5章)

Future Pattern(第9章)

Worker Thread Pattern(第8章)

Thread-Specific Storage Pattern(第11章)

重点回顾

练习问题

总结 多线程程序设计的模式语言

多线程程序设计的模式语言

Pattern与Pattern Language

Single Threaded Execution Pattern(第1章)——能通过这座桥的，只有一个人

Immutable Pattern(第2章)——想破坏它也没办法

Guarded Suspension Pattern(第3章)——等到我准备好

Balking Pattern(第4章)——不需要的话，就算了吧

Producer-Consumer Pattern(第5章)——你来做，我来用

Read-Write Lock Pattem(第6章)——大家想看就看吧，不过看的时候不能写喔

Thread-Per-Message Pattern(第7章)——这个工作交给你了

Worker Thread Pattern(第8章)——等到工作来，来了就工作

Future Pattern(第9章)——先给您这张提货单

Two-Phase Termination Pattern(第10章)——快把玩具收拾好，去睡觉吧

Thread-Specific Storage Pattem(第11章)——每个线程的保管箱

Active Object Pattern(第12章)——接受异步消息的主动对象

尾声

附录A 练习问题的解答

附录B Java的内存模型

附录C Java线程的优先级

附录D 线程相关的主要API

附录E 参考文献