第1章 引言 1
1.1 共享对象和同步 2
1.2 生活实例 4
1.2.1 斥特性 6
1.2.2 道德 7
1.3 生产者-消费者问题 7
1.4 读者-写者问题 9
1.5 并行的困境 9
1.6 并行程序设计 11
1.7 本章注释 11
1.8 习题 11
第一部分 原理 13
第2章 互斥 13
2.1 时间 13
2.2 临界区 13
2.3 双线程解决方案 15
2.3.1 LockOne类 15
2.3.2 LockTwo类 16
2.3.3 Peterson锁 17
2.4 过滤锁 18
2.5 公平性 20
2.6 Bakery算法 20
2.7 有界时间戳 22
2.8 存储单元数量的下界 24
2.9 本章注释 26
2.10 习题 27
第3章 并发对象 30
3.1 并发性与正确性 30
3.2 顺序对象 32
3.3 静态一致性 33
3.4 顺序一致性 34
3.5 可线性化性 37
3.5.1 可线性化点 37
3.5.2 评析 37
3.6 形式化定义 37
3.6.1 可线性化性 38
3.6.2 可线性化性的复合性 39
3.6.3 非阻塞特性 39
3.7 演进条件 40
3.8 Java存储器模型 42
3.8.1 锁和同步块 43
3.8.2 volatile域 43
3.8.3 final域 43
3.9 评析 44
3.10 本章注释 45
3.11 习题 45
第4章 共享存储器基础 49
4.1 寄存器空间 49
4.2 寄存器构造 53
4.2.1 MRSW安全寄存器 54
4.2.2 MRSW规则布尔寄存器 54
4.2.3 M-值MRSW规则寄存器 55
4.2.4 SRSW原子寄存器 56
4.2.5 MRSW原子寄存器 58
4.2.6 MRMW原子寄存器 59
4.3 原子快照 61
4.3.1 无障碍快照 62
4.3.2 无等待快照 63
4.3.3 正确性证明 65
4.4 本章注释 66
4.5 习题 66
第5章 同步原子操作的相对能力 69
5.1 一致数 69
5.2 原子寄存器 71
5.3 一致性协议 73
5.4 FIFO队列 73
5.5 多重赋值对象 76
5.6 读-改-写操作 78
5.7 Common2 RMW操作 79
5.8 compareAndSet（）操作 80
5.9 本章注释 81
5.10 习题 82
第6章 一致性的通用性 86
6.1 引言 86
6.2 通用性 87
6.3 一种通用的无锁构造 87
6.4 一种通用的无等待构造 90
6.5 本章注释 94
6.6 习题 94
第二部分 实践 97
第7章 自旋锁与争用 97
7.1 实际问题 97
7.2 测试-设置锁 99
7.3 再论基于TAS的自旋锁 101
7.4 指数后退 101
7.5 队列锁 103
7.5.1 基于数组的锁 103
7.5.2 CLH队列锁 105
7.5.3 MCS队列锁 106
7.6 时限队列锁 109
7.7 复合锁 111
7.8 层次锁 117
7.8.1 层次后退锁 117
7.8.2 层次CLH队列锁 118
7.9 由一个锁管理所有的锁 122
7.10 本章注释 122
7.11 习题 123
第8章 管程和阻塞同步 125
8.1 引言 125
8.2 管程锁和条件 125
8.2.1 条件 126
8.2.2 唤醒丢失问题 129
8.3 读者-写者锁 130
8.3.1 简单的读者-写者锁 130
8.3.2 公平的读者-写者锁 131
8.4 我们的可重入锁 133
8.5 信号量 134
8.6 本章注释 135
8.7 习题 135
第9章 链表：锁的作用 138
9.1 引言 138
9.2 基于链表的集合 139
9.3 并发推理 140
9.4 粗粒度同步 141
9.5 细粒度同步 142
9.6 乐观同步 145
9.7 惰性同步 148
9.8 非阻塞同步 152
9.9 讨论 156
9.10 本章注释 156
9.11 习题 157
第10章 并行队列和ABA问题 158
10.1 引言 158
10.2 队列 159
10.3 部分有界队列 159
10.4 完全无界队列 162
10.5 无锁的无界队列 163
10.6 内存回收和ABA问题 165
10.7 双重数据结构 169
10.8 本章注释 171
10.9 习题 171
第11章 并发栈和消除 173
11.1 引言 173
11.2 无锁的无界栈 173
11.3 消除 175
11.4 后退消除栈 175
11.4.1 无锁交换机 176
11.4.2 消除数组 178
11.5 本章注释 180
11.6 习题 180
第12章 计数、排序和分布式协作 183
12.1 引言 183
12.2 共享计数 183
12.3 软件组合 184
12.3.1 概述 184
12.3.2 一个扩展实例 189
12.3.3 性能和健壮性 190
12.4 静态一致池和计数器 191
12.5 计数网 191
12.5.1 可计数网 192
12.5.2 双调计数网 193
12.5.3 性能和流水线 200
12.6 衍射树 200
12.7 并行排序 203
12.8 排序网 203
12.9 样本排序 206
12.10 分布式协作 207
12.11 本章注释 207
12.12 习题 208
第13章 并发哈希和固有并行 211
13.1 引言 211
13.2 封闭地址哈希集 212
13.2.1 粗粒度哈希集 213
13.2.2 空间分带哈希集 214
13.2.3 细粒度哈希集 216
13.3 无锁哈希集 218
13.3.1 递归有序划分 218
13.3.2 BucketList类 221
13.3.3 LockFreeHashSet〈T〉类 222
13.4 放地址哈希集 224
13.4.1 Cuckoo哈希 224
13.4.2 并发Cuckoo哈希 225
13.4.3 空间分带的并发Cuckoo哈希 229
13.4.4 细粒度的并发Cuckoo哈希集 230
13.5 本章注释 232
13.6 习题 233
第14章 跳表和平衡查找 234
14.1 引言 234
14.2 顺序跳表 234
14.3 基于锁的并发跳表 235
14.3.1 简介 235
14.3.2 算法 237
14.4 无锁并发跳表 242
14.4.1 简介 242
14.4.2 算法细节 244
14.5 并发跳表 250
14.6 本章注释 250
14.7 习题 250
第15章 优先级队列 252
15.1 引言 252
15.2 基于数组的有界优先级队列 252
15.3 基于树的有界优先级队列 253
15.4 基于堆的无界优先级队列 255
15.4.1 顺序堆 255
15.4.2 并发堆 257
15.5 基于跳表的无界优先级队列 261
15.6 本章注释 263
15.7 习题 264
第16章 异步执行、调度和工作分配 265
16.1 引言 265
16.2 并行分析 270
16.3 多处理器的实际调度 272
16.4 工作分配 274
16.4.1 工作窃取 274
16.4.2 屈从和多道程序设计 274
16.5 工作窃取双端队列 275
16.5.1 有界工作窃取双端队列 275
16.5.2 无界工作窃取双端队列 278
16.5.3 工作平衡 282
16.6 本章注释 283
16.7 习题 283
第17章 障碍 286
17.1 引言 286
17.2 障碍实现 287
17.3 语义换向障碍 287
17.4 组合树障碍 288
17.5 静态树障碍 290
17.6 终止检测障碍 292
17.7 本章注释 295
17.8 习题 295
第18章 事务内存 301
18.1 引言 301
18.1.1 关于锁的问题 301
18.1.2 关于compareAndSet（）的问题 302
18.1.3 关于复合性的问题 303
18.1.4 我们能做什么 304
18.2 事务和原子性 304
18.3 软事务内存 305
18.3.1 事务和事务线程 308
18.3.2 僵尸事务和一致性 309
18.3.3 原子对象 310
18.3.4 如何演进 310
18.3.5 争用管理器 311
18.3.6 原子对象的实现 313
18.3.7 无干扰原子对象 314
18.3.8 基于锁的原子对象 317
18.4 硬事务内存 322
18.4.1 缓存一致性 323
18.4.2 事务缓存一致性 323
18.4.3 引进 324
18.5 本章注释 324
18.6 习题 325
第三部分 附录 327
附录A 软件基础 327
附录B 硬件基础 339
参考文献 349