內容簡介

本書第1版兩年內印刷近10次，4家網上書店的評論近4?000條，98%以上的評論全部為5星級的好評，是整個Java圖書領域公認的經典著作和超級暢銷書，繁體版在臺灣也十分受歡迎。第2版在第1版的基礎上做了很大的改進：根據最新的JDK 1.7對全書內容進行了全面的升級和補充；增加了大量處理各種常見JVM問題的技巧和最佳實踐；增加了若干與生產環境相結合的實戰案例；對第1版中的錯誤和不足之處的修正；等等。第2版不僅技術更新、內容更豐富，而且實戰性更強。
全書共分為五大部分，圍繞內存管理、執行子系統、程序編譯與優化、高效并發等核心主題對JVM進行了全面而深入的分析，深刻揭示了JVM的工作原理。第一部分從宏觀的角度介紹了整個Java技術體系、Java和JVM的發展歷程、模塊化，以及JDK的編譯，這對理解本書后面內容有重要幫助。第二部分講解了JVM的自動內存管理，包括虛擬機內存區域的劃分原理以及各種內存溢出異常產生的原因；常見的垃圾收集算法以及垃圾收集器的特點和工作原理；常見虛擬機監控與故障處理工具的原理和使用方法。第三部分分析了虛擬機的執行子系統，包括類文件結構、虛擬機類加載機制、虛擬機字節碼執行引擎。第四部分講解了程序的編譯與代碼的優化，闡述了泛型、自動裝箱拆箱、條件編譯等語法糖的原理；講解了虛擬機的熱點探測方法、HotSpot的即時編譯器、編譯觸發條件，以及如何從虛擬機外部觀察和分析JIT編譯的數據和結果；第五部分探討了Java實現高效并發的原理，包括JVM內存模型的結構和操作；原子性、可見性和有序性在Java內存模型中的體現；先行發生原則的規則和使用；線程在Java語言中的實現原理；虛擬機實現高效并發所做的一系列鎖優化措施。

目       錄

目　　錄 前言 第一部分　走近Java 第1章　走近Java / 2 1.1　概述 / 2 1.2　Java技術體系 / 3 1.3　Java發展史 / 5 1.4　Java虛擬機發展史 / 9 1.4.1　Sun Classic / Exact VM / 9 1.4.2　Sun HotSpot VM / 11 1.4.3　Sun Mobile-Embedded VM / Meta-Circular VM / 12 1.4.4　BEA JRockit / IBM J9 VM / 13 1.4.5　Azul VM / BEA Liquid VM / 14 1.4.6　Apache Harmony / Google Android Dalvik VM / 14 1.4.7　Microsoft JVM及其他 / 15 1.5　展望Java技術的未來 / 16 1.5.1　模塊化 / 17 1.5.2　混合語言 / 17 1.5.3　多核并行 / 19 1.5.4　進一步豐富語法 / 20 1.5.5　64位虛擬機 / 21 1.6　實戰：自己編譯JDK / 22 1.6.1　獲取JDK源碼 / 22 1.6.2　系統需求 / 24 1.6.3　構建編譯環境 / 25 1.6.4　進行編譯 / 26 1.6.5　在IDE工具中進行源碼調試 / 31 1.7　本章小結 / 35 第二部分　自動內存管理機制 第2章　Java內存區域與內存溢出異常 / 38 2.1　概述 / 38 2.2　運行時數據區域 / 38 2.2.1　程序計數器 / 39 2.2.2　Java虛擬機棧 / 39 2.2.3　本地方法棧 / 40 2.2.4　Java堆 / 41 2.2.5　方法區 / 41 2.2.6　運行時常量池 / 42 2.2.7　直接內存 / 43 2.3　HotSpot虛擬機對象探秘 / 43 2.3.1　對象的創建 / 44 2.3.2　對象的內存布局 / 47 2.3.3　對象的訪問定位 / 48 2.4　實戰：OutOfMemoryError異常 / 50 2.4.1　Java堆溢出 / 51 2.4.2　虛擬機棧和本地方法棧溢出 / 53 2.4.3　方法區和運行時常量池溢出 / 56 2.4.4　本機直接內存溢出 / 59 2.5　本章小結 / 60 第3章　垃圾收集器與內存分配策略 / 61 3.1　概述 / 61 3.2　對象已死嗎 / 62 3.2.1　引用計數算法 / 62 3.2.2　可達性分析算法 / 64 3.2.3　再談引用 / 65 3.2.4　生存還是死亡 / 66 3.2.5　回收方法區 / 68 3.3　垃圾收集算法 / 69 3.3.1　標記-清除算法 / 69 3.3.2　復制算法 / 70 3.3.3　標記-整理算法 / 71 3.3.4　分代收集算法 / 72 3.4　HotSpot的算法實現 / 72 3.4.1　枚舉根節點 / 72 3.4.2　安全點 / 73 3.4.3　安全區域 / 74 3.5　垃圾收集器 / 75 3.5.1　Serial收集器 / 76 3.5.2　ParNew收集器 / 77 3.5.3　Parallel Scavenge收集器 / 79 3.5.4　Serial Old收集器 / 80 3.5.5　Parallel Old收集器 / 80 3.5.6　CMS收集器 / 81 3.5.7　G1收集器 / 84 3.5.8　理解GC日志 / 89 3.5.9　垃圾收集器參數總結 / 90 3.6　內存分配與回收策略 / 91 3.6.1　對象優先在Eden分配 / 91 3.6.2　大對象直接進入老年代 / 93 3.6.3　長期存活的對象將進入老年代 / 95 3.6.4　動態對象年齡判定 / 97 3.6.5　空間分配擔保 / 98 3.7　本章小結 / 100 第4章　虛擬機性能監控與故障處理工具 / 101 4.1　概述 / 101 4.2　JDK的命令行工具 / 101 4.2.1　jps：虛擬機進程狀況工具 / 104 4.2.2　jstat：虛擬機統計信息監視工具 / 105 4.2.3　jinfo：Java配置信息工具 / 106 4.2.4　jmap：Java內存映像工具 / 107 4.2.5　jhat：虛擬機堆轉儲快照分析工具 / 108 4.2.6　jstack：Java堆棧跟蹤工具 / 109 4.2.7　HSDIS：JIT生成代碼反匯編 / 111 4.3　JDK的可視化工具 / 114 4.3.1　JConsole：Java監視與管理控制臺 / 115 4.3.2　VisualVM：多合一故障處理工具 / 122 4.4　本章小結 / 131 第5章　調優案例分析與實戰 / 132 5.1　概述 / 132 5.2　案例分析 / 132 5.2.1　高性能硬件上的程序部署策略 / 132 5.2.2　集群間同步導致的內存溢出 / 135 5.2.3　堆外內存導致的溢出錯誤 / 136 5.2.4　外部命令導致系統緩慢 / 137 5.2.5　服務器JVM進程崩潰 / 138 5.2.6　不恰當數據結構導致內存占用過大 / 139 5.2.7　由Windows虛擬內存導致的長時間停頓 / 141 5.3　實戰：Eclipse運行速度調優 / 142 5.3.1　調優前的程序運行狀態 / 142 5.3.2　升級JDK 1.6的性能變化及兼容問題 / 145 5.3.3　編譯時間和類加載時間的優化 / 150 5.3.4　調整內存設置控制垃圾收集頻率 / 153 5.3.5　選擇收集器降低延遲 / 157 5.4　本章小結 / 160 第三部分　虛擬機執行子系統 第6章　類文件結構 / 162 6.1　概述 / 162 6.2　無關性的基石 / 162 6.3　Class類文件的結構 / 164 6.3.1　魔數與Class文件的版本 / 166 6.3.2　常量池 / 167 6.3.3　訪問標志 / 173 6.3.4　類索引、父類索引與接口索引集合 / 174 6.3.5　字段表集合 / 175 6.3.6　方法表集合 / 178 6.3.7　屬性表集合 / 180 6.4　字節碼指令簡介 / 196 6.4.1　字節碼與數據類型 / 197 6.4.2　加載和存儲指令 / 199 6.4.3　運算指令 / 200 6.4.4　類型轉換指令 / 202 6.4.5　對象創建與訪問指令 / 203 6.4.6　操作數棧管理指令 / 203 6.4.7　控制轉移指令 / 204 6.4.8　方法調用和返回指令 / 204 6.4.9　異常處理指令 / 205 6.4.10　同步指令 / 205 6.5　公有設計和私有實現 / 206 6.6　Class文件結構的發展 / 207 6.7　本章小結 / 208 第7章　虛擬機類加載機制 / 209 7.1　概述 / 209 7.2　類加載的時機 / 210 7.3　類加載的過程 / 214 7.3.1　加載 / 214 7.3.2　驗證 / 216 7.3.3　準備 / 219 7.3.4　解析 / 220 7.3.5　初始化 / 225 7.4　類加載器 / 227 7.4.1　類與類加載器 / 228 7.4.2　雙親委派模型 / 229 7.4.3　破壞雙親委派模型 / 233 7.5　本章小結 / 235 第8章　虛擬機字節碼執行引擎 / 236 8.1　概述 / 236 8.2　運行時棧幀結構 / 236 8.2.1　局部變量表 / 238 8.2.2　操作數棧 / 242 8.2.3　動態連接 / 243 8.2.4　方法返回地址 / 243 8.2.5　附加信息 / 244 8.3　方法調用 / 244 8.3.1　解析 / 244 8.3.2　分派 / 246 8.3.3　動態類型語言支持 / 258 8.4　基于棧的字節碼解釋執行引擎 / 269 8.4.1　解釋執行 / 269 8.4.2　基于棧的指令集與基于寄存器的指令集 / 270 8.4.3　基于棧的解釋器執行過程 / 272 8.5　本章小結 / 275 第9章　類加載及執行子系統的案例與實戰 / 276 9.1　概述 / 276 9.2　案例分析 / 276 9.2.1　Tomcat：正統的類加載器架構 / 276 9.2.2　OSGi：靈活的類加載器架構 / 279 9.2.3　字節碼生成技術與動態代理的實現 / 282 9.2.4　Retrotranslator：跨越JDK版本 / 286 9.3　實戰：自己動手實現遠程執行功能 / 289 9.3.1　目標 / 290 9.3.2　思路 / 290 9.3.3　實現 / 291 9.3.4　驗證 / 298 9.4　本章小結 / 299 第四部分　程序編譯與代碼優化 第10章　早期（編譯期）優化 / 302 10.1　概述 / 302 10.2　Javac編譯器 / 303 10.2.1　Javac的源碼與調試 / 303 10.2.2　解析與填充符號表 / 305 10.2.3　注解處理器 / 307 10.2.4　語義分析與字節碼生成 / 307 10.3　Java語法糖的味道 / 311 10.3.1　泛型與類型擦除 / 311 10.3.2　自動裝箱、拆箱與遍歷循環 / 315 10.3.3　條件編譯 / 317 10.4　實戰：插入式注解處理器 / 318 10.4.1　實戰目標 / 318 10.4.2　代碼實現 / 319 10.4.3　運行與測試 / 326 10.4.4　其他應用案例 / 327 10.5　本章小結 / 328 第11章　晚期（運行期）優化 / 329 11.1　概述 / 329 11.2　HotSpot虛擬機內的即時編譯器 / 329 11.2.1　解釋器與編譯器 / 330 11.2.2　編譯對象與觸發條件 / 332 11.2.3　編譯過程 / 337 11.2.4　查看及分析即時編譯結果 / 339 11.3　編譯優化技術 / 345 11.3.1　優化技術概覽 / 346 11.3.2　公共子表達式消除 / 350 11.3.3　數組邊界檢查消除 / 351 11.3.4　方法內聯 / 352 11.3.5　逃逸分析 / 354 11.4　Java與C/C++的編譯器對比 / 356 11.5　本章小結 / 358 第五部分　高效并發 第12章　Java內存模型與線程 / 360 12.1　概述 / 360 12.2　硬件的效率與一致性 / 361 12.3　Java內存模型 / 362 12.3.1　主內存與工作內存 / 363 12.3.2　內存間交互操作 / 364 12.3.3　對于volatile型變量的特殊規則 / 366 12.3.4　對于long和double型變量的特殊規則 / 372 12.3.5　原子性、可見性與有序性 / 373 12.3.6　先行發生原則 / 375 12.4　Java與線程 / 378 12.4.1　線程的實現 / 378 12.4.2　Java線程調度 / 381 12.4.3　狀態轉換 / 383 12.5　本章小結 / 384 第13章　線程安全與鎖優化 / 385 13.1　概述 / 385 13.2　線程安全 / 385 13.2.1　Java語言中的線程安全 / 386 13.2.2　線程安全的實現方法 / 390 13.3　鎖優化 / 397 13.3.1　自旋鎖與自適應自旋 / 398 13.3.2　鎖消除 / 398 13.3.3　鎖粗化 / 400 13.3.4　輕量級鎖 / 400 13.3.5　偏向鎖 / 402 13.4　本章小結 / 403 附　　錄 附錄A　編譯Windows版的OpenJDK / 406 附錄B　虛擬機字節碼指令表 / 414 附錄C　HotSpot虛擬機主要參數表 / 420 附錄D　對象查詢語言（OQL）簡介 / 424 附錄E　JDK歷史版本軌跡 / 430

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