Nebenläufige Programmierung mit Java |
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Konzepte und Programmiermodelle für Multicore-Systeme
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Damit die Performance-Möglichkeiten moderner Multicore-Rechner effizient genutzt werden, muss die Software dafür entsprechend entworfen und entwickelt werden. Für diese Aufgabe bietet insbesondere Java vielfältige Konzepte an.
Das Buch bietet eine fundierte Einführung in die nebenläufige Programmierung mit Java. Der Inhalt gliedert sich dabei in fünf Teile: Im ersten Teil wird das grundlegende Thread-Konzept besprochen und die Koordinierung nebenläufiger Programmflüsse durch rudimentäre Synchronisationsmechanismen erläutert.
Im zweiten Teil werden weiterführende Konzepte wie Threadpools, Futures, Atomic-Variablen und Locks vorgestellt. Ergänzende Synchronisationsmechanismen zur Koordinierung mehrerer Threads werden im dritten Teil eingeführt. Teil vier bespricht das ForkJoin-Framework, die Parallel Streams und die Klasse CompletableFuture, mit denen auf einfache Art und Weise nebenläufige Programme erstellt werden können. Im fünften Teil findet der Leser Beispiele für die Anwendung der vorgestellten Konzepte und Klassen. Dabei werden auch das Thread-Konzept von JavaFX und Android sowie das Programmiermodell mit Aktoren vorgestellt.
Der Anhang enthält einen Ausblick auf Java 9, das bezüglich des Concurrency-API kleine Neuerungen bringt. Alle Codebeispiele stehen auf der Webseite zum Buch zum Download bereit.
Das Buch bietet eine fundierte Einführung in die nebenläufige Programmierung mit Java. Der Inhalt gliedert sich dabei in fünf Teile: Im ersten Teil wird das grundlegende Thread-Konzept besprochen und die Koordinierung nebenläufiger Programmflüsse durch rudimentäre Synchronisationsmechanismen erläutert.
Im zweiten Teil werden weiterführende Konzepte wie Threadpools, Futures, Atomic-Variablen und Locks vorgestellt. Ergänzende Synchronisationsmechanismen zur Koordinierung mehrerer Threads werden im dritten Teil eingeführt. Teil vier bespricht das ForkJoin-Framework, die Parallel Streams und die Klasse CompletableFuture, mit denen auf einfache Art und Weise nebenläufige Programme erstellt werden können. Im fünften Teil findet der Leser Beispiele für die Anwendung der vorgestellten Konzepte und Klassen. Dabei werden auch das Thread-Konzept von JavaFX und Android sowie das Programmiermodell mit Aktoren vorgestellt.
Der Anhang enthält einen Ausblick auf Java 9, das bezüglich des Concurrency-API kleine Neuerungen bringt. Alle Codebeispiele stehen auf der Webseite zum Buch zum Download bereit.
Aus dem Inhalt
Teil 1: Grundlegende Konzepte
- Das Thread-Konzept von Java
- Konkurrierende Zugriffe auf Daten
- Elementare Synchronisationsmechanismen
- Grundlegende Thread-Steuerung
Teil 2: Weiterführende Konzepte
- Threadpools
- Atomic-Variablen
- Lock-Objekte und Semaphore
- Thread-sichere Container
Teil 3: Ergänzende Synchronisationsmechanismen
- Exchanger und BlockingQueue
- CountDownLatch und CyclicBarrier
- Phaser
Teil 4: Parallelisierungsframeworks
- Das ForkJoin-Framework
- Parallele Array- und Stream-Verarbeitung
- CompletableFuture
Teil 5: Fallbeispiele
- Asynchrones Logging
- Datenstrukturen in Multithreaded-Umgebungen
- The Dining Philosophers Problem
- Minimal aufspannende Bäume
- Mergesort
- Der k-Mean-Clusteralgorithmus
- RSA-Schlüsselerzeugung
- Threads bei JavaFX
- Handler-Konzept bei Android
- Aktoren
Über die Autoren
Jörg Hettel studierte Theoretische Physik und promovierte am Institut für Informationsverarbeitung und Kybernetik an der Universität Tübingen. Nach seiner Promotion war er als Berater bei nationalen und internationalen Unternehmen tätig. Er begleitete zahlreiche Firmen bei der Einführung von objektorientierten Technologien und übernahm als Software-Architekt Projektverantwortung. Seit 2003 ist er Professor an der Hochschule Kaiserslautern am Standort Zweibrücken. Seine aktuellen Arbeitsgebiete sind unter anderen verteilte internetbasierte Transaktionssysteme und die Multicore-Programmierung.
Manh Tien Tran studierte Informatik an der TU Braunschweig. Von 1987 bis 1995 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Mathematik der Universität Hildesheim, wo er 1995 promovierte. Von 1995 bis 1998 war er als Software-Entwickler bei BOSCH Blaupunkt beschäftigt. 1999 wechselte er zu Harman Becker und war dort bis 2000 für Software-Architekturen zuständig. Seit 2000 ist er Professor an der Hochschule Kaiserslautern am Standort Zweibrücken. Seine aktuellen Arbeitsgebiete sind Frameworks, Embedded-Systeme und die Multicore-Programmierung.
