Базлур Рахман | Современный Java Concurrency. Глубокое погружение в Virtual Threads, Structured Concurrency и Scoped Values (2026) [PDF, DJVU]

Оглавление:
Предисловие .................................................................................................................................... 12
Почему я написал эту книгу .............................................................................................................. 12
Для кого эта книга ........................................................................................................................... 13
Что представляет собой эта книга ...................................................................................................... 14
Структура издания ............................................................................................................................ 15
Как читать эту книгу··································-······················································································· 17
Использование примеров кода ........................................................................................................... 17
Условные обозначения ...................................................................................................................... 18
Благодарности .................................................................................................................................. 19
От издательства .................................................................................................................................20
О научном редакторе русскоязычного издания .......................................................................... 20
Глава 1. Введение в конкурентность ................................................................................................... 21
Краткая история потоков вJava ........................................................................................................... 21
Язык Java построен на основе потоков ..................................................................................... 22
Потоки - основа программной платформы Java .......................................................................... 24
Зарождение потоков в Java 1.0 .......................................................................................................... 27
Запуск потоков ................................................................................................................................. 28
Скрытые затраты на потоки ............................................................................................................... 29
Сколько потоков можно создать .................................................................................................. 31
Эффективность использования ресурсов в высоконагруженных приложениях ................................ 32
Стратегия параллельного выполнения .................................................................................... .33
Знакомство с фреймворком Executor ........................................................................................ .38
Оставшиеся проблемы .................................. ·-················································································.З9
Выход за пределы базового пула потоков ..................................................................................... .41
Привязка к кэшу и распределение задач ................................................................................. 41
Алгоритм кражи задач ....................................................................................................................... 41
Компоновка с помощью CompletableFuture .......................................................................... .43
Другая парадигма асинхронного программирования ............................................................. .45
Отрицательная сторона использования реактивных фреймворков .......................................... .47
Революция в конкурентности Java .................................................................................................... .49
Виртуальные потоки: новый подход .......................................................................................... .49
Бесшовная интеграция с существующими кодовыми базами ............................................ 49
Виртуальные и платформенные потоки .................................................................................... 50
Интеллектуальная обработка блокирующих операций .................................................... 50
Преимущества использования виртуальных потоков ....................................................... 50
В заключение .................................................................................................................................. 51
Глава 2. Виртуальные потоки ............................................................................................................ 52
Что такое виртуальные потоки .......................................................................................................... 52
Два вида потоков в Java .................................................................................................................... 53
Ключевые отличия виртуальных потоков от платформенных .............................................. 55
Настройка окружения для работы с виртуальными потоками ............................................. 56
Создание виртуальных потоков в Java ...................................................................................... 57
Адаптация к виртуальным потокам ................ ·-·················································································58
Пример создания виртуальных потоков в Java ............................................................................ 62
Пропускная способность и масштабируемость .................................................................... 63
Фундаментальный принцип масштабируемости виртуальных потоков ................................... 64
Практические выводы ....................................................................................................................... 67
Виртуальные потоки: внутреннее устройство .............................................................................. 68
Стековые фреймы и управление памятью ............................................................................... 68
Потоки-носители и взаимодействие с ОС ................................................................................ 68
Обработка блокирующих операций ........................................................................................... 69
Прозрачность и невидимость ........................................................................................................ 69
Упрощение асинхронных операций ........................................................................................... 69
Потенциал структурированной конкурентности ........................................................................ .72
Управление ограничением ресурсов с помощью Rate Limiting .................................................... .73
Семафоры в Java: принцип работы .............................................................................................. 76
В каких случаях использовать семафор .................................................................................... 81
Ограничения виртуальных потоков ................................................................................................... 83
Пиннинг .........................................................................................................................................85
Решение проблемы пиннинга с помощью Reentrantlock ............................................................... 87
Вызов нативных методов и пиннинг ........................................................................................... 91
Дилемма применения переменныхТhrеаdlосаl в виртуальных потоках .......................................... .94
Проблемы виртуальных потоков ................................................................................................ .95
Мониторинг ....................................................................................................................................98
Мониторинг Threadlocals ................................................................................................................. 98
Мониторинг пиннинга ....................................................................................................................... 99
Просмотр виртуальных потоков в дампах потоков с помощью jcmd ............................................ 105
Генерация дампов потоков с помощью HotSpotDiagnosticsMXBean .............................................. 110
Практические советы по миграции на виртуальные потоки ........................................................ 111
Еще раз о преимуществах виртуальных потоков ....................................................................... 112
Масштабируемость .......................................................................................................................... 113
В заключение ................................................................................................................................. 114
Глава 3. Механизм современной конкурентности в Java ............................................................ 115
Пул потоков ................................................................................................................................... 115
Зачем нужен пул потоков .............................................................................................................. 116
Создание простого пула потоков на Java .............................................................................. 116
Фреймворк Executor ........................................................................................................................ 120
Интерфейсы CallaЫe и Future: обработка результатов задач ................................................... 125
ForkJoinPool .................................................................................................................................... 127
Почему ForkJoinPool используется для виртуальных потоков ............................................................... 132
Континуация ................................................................................................................................... 137
Создание виртуальных потоков с нуля ................................................................................... 140
Виртуальные потоки и опрос ввода-вывода ............................................................................ 146
В заключение .................................................................................................................................. 147
Глава 4. Структурированная конкурентность .................................................................................. 148
Проблемы неструктурированной конкурентности .................................................................... 149
Потенциал структурированной конкурентности ....................................................................... 155
Основы API ..................................................................................................................................... 156
StructuredTaskScope ......................................................................................................................... 157
Области и задачи: связи и жизненный цикл ............................................................................ 161
Политики объединения через Joiner ....................................................................................... 162
Стандартные политики объединения подзадач в одной области ................................................ 163
Обработка исключений в StructuredTaskScope ......................................................................... 189
Конфигурация ............................................................................................................................... 202
Кастомные джоинеры ..................................................................................................................... 208
Согласованность памяти ................................................................................................................. 225
Вложенные области ......................................................................................................................... 228
Наблюдаемость .................................................................................................................................. 232
В заключение .................................................................................................................................... 237
Глава 5. Scoped values ........................................................................................................................ 239
В чем проблема передачи контекста .............................................................................................. 239
Загрязнение параметрами ........................................................................................................... 242
Уязвимость интерфейсов .............................................................................................................. 242
Стыковка и тестируемость ............................................................................................................ 242
Использование Threadlocal ................................................................................................................ 242
Ограничения переменных Тhreadlocal ........................................................................................... 244
Облегченная модель совместного использования данных ............................................................... 247
Основные компоненты ScopedValue .............................................................................................. 248
Запуск ScopedValue .......................................................................................................................... 250
ScopedValue и структурированная конкурентность .......................................................................... 257
Вопросы производительности ................................................................................................... 258
Удобство использования и проектирование API .......................................................................... 258
В заключение ....................................................................................................................................... 267
Глава 6. Актуальность реактивного программирования на Java в контексте
виртуальных потоков ............................................................................................................................ 268
Основы реактивного программирования в Java ........................................................................... 269
Блокирующий и неблокирующий ввод-вывод .............................................................................. 270
Событийно-ориентированная архитектура ................................................................................... 293
Асинхронные API ....................................................................................................................... 298
Реактивное программирование в Java .......................................................................................... 300
Понятие реактивных потоков ..................................................................................................... 300
Backpressure ......................................................................................................................................... 308
Преимущества и недостатки реактивного программирования ..................................................................... 314
Взаключение ......................................................................................................................................... 316
Глава 7. Современные фреймворки, использующие виртуальные потоки .................................................... 318
Spring Boot ............................................................................................................................................ 318
Ручное конфигурирование ...................................................................................................................... 321
Quarkus ................................................................................................................................................. 323
Jakarta ЕЕ ............................................................................................................................................... 327
В заключение .......................................................................................................................................... 330
Глава 8. Заключение и основные выводы .................................................................................................. 331
Об авторе ............................................................................................................................................... 334
Иллюстрация на обложке ......................................................................................................................... 335