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深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）周志明

2023-10-24 20:59:46   17  举报

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AI智能生成

深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）周志明书签

软件开发

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

前言 10

致谢 17

第一部分走近Java 18

第1章走近Java 19

1.1 概述 20

1.2 Java技术体系 22

1.3 Java发展史 24

1.4 Java虚拟机家族 31

1.4.1 虚拟机始祖：Sun Classic/Exact VM 32

1.4.2 武林盟主：HotSpot VM 33

1.4.3 小家碧玉：Mobile/Embedded VM 34

1.4.4 天下第二：BEA JRockit/IBM J9 VM 35

1.4.5 软硬合璧：BEA Liquid VM/Azul VM 36

1.4.6 挑战者：Apache Harmony/Google Android Dalvik VM 37

1.4.7 没有成功，但并非失败：Microsoft JVM及其他 38

1.4.8 百家争鸣 39

1.5 展望Java技术的未来 41

1.5.1 无语言倾向 42

1.5.2 新一代即时编译器 45

1.5.3 向Native迈进 46

1.5.4 灵活的胖子 49

1.5.5 语言语法持续增强 51

1.6 实战：自己编译JDK 53

1.6.1 获取源码 54

1.6.2 系统需求 57

1.6.3 构建编译环境 59

1.6.4 进行编译 60

1.6.5 在IDE工具中进行源码调试 63

1.7 本章小结 67

第二部分自动内存管理 68

第2章 Java内存区域与内存溢出异常 69

2.1 概述 70

2.2 运行时数据区域 71

2.2.1 程序计数器 72

2.2.2 Java虚拟机栈 73

2.2.3 本地方法栈 74

2.2.4 Java堆 75

2.2.5 方法区 77

2.2.6 运行时常量池 78

2.2.7 直接内存 79

2.3 HotSpot虚拟机对象探秘 80

2.3.1 对象的创建 81

2.3.2 对象的内存布局 84

2.3.3 对象的访问定位 86

2.4 实战：OutOfMemoryError异常 88

2.4.1 Java堆溢出 90

2.4.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出 92

2.4.3 方法区和运行时常量池溢出 97

2.4.4 本机直接内存溢出 101

2.5 本章小结 102

第3章垃圾收集器与内存分配策略 103

3.1 概述 104

3.2 对象已死？ 105

3.2.1 引用计数算法 106

3.2.2 可达性分析算法 108

3.2.3 再谈引用 110

3.2.4 生存还是死亡？ 111

3.2.5 回收方法区 113

3.3 垃圾收集算法 114

3.3.1 分代收集理论 115

3.3.2 标记-清除算法 117

3.3.3 标记-复制算法 118

3.3.4 标记-整理算法 120

3.4 HotSpot的算法细节实现 122

3.4.1 根节点枚举 123

3.4.2 安全点 124

3.4.3 安全区域 126

3.4.4 记忆集与卡表 127

3.4.5 写屏障 130

3.4.6 并发的可达性分析 132

3.5 经典垃圾收集器 135

3.5.1 Serial收集器 138

3.5.2 ParNew收集器 140

3.5.3 Parallel Scavenge收集器 142

3.5.4 Serial Old收集器 144

3.5.5 Parallel Old收集器 145

3.5.6 CMS收集器 146

3.5.7 Garbage First收集器 148

3.6 低延迟垃圾收集器 154

3.6.1 Shenandoah收集器 156

3.6.2 ZGC收集器 163

3.7 选择合适的垃圾收集器 172

3.7.1 Epsilon收集器 173

3.7.2 收集器的权衡 174

3.7.3 虚拟机及垃圾收集器日志 175

3.7.4 垃圾收集器参数总结 180

3.8 实战：内存分配与回收策略 183

3.8.1 对象优先在Eden分配 184

3.8.2 大对象直接进入老年代 186

3.8.3 长期存活的对象将进入老年代 187

3.8.4 动态对象年龄判定 189

3.8.5 空间分配担保 190

3.9 本章小结 192

第4章虚拟机性能监控、故障处理工具 193

4.1 概述 194

4.2 基础故障处理工具 195

4.2.1 jps：虚拟机进程状况工具 198

4.2.2 jstat：虚拟机统计信息监视工具 199

4.2.3 jinfo：Java配置信息工具 201

4.2.4 jmap：Java内存映像工具 202

4.2.5 jhat：虚拟机堆转储快照分析工具 204

4.2.6 jstack：Java堆栈跟踪工具 206

4.2.7 基础工具总结 208

4.3 可视化故障处理工具 213

4.3.1 JHSDB：基于服务性代理的调试工具 214

4.3.2 JConsole：Java监视与管理控制台 221

4.3.3 VisualVM：多合-故障处理工具 229

4.3.4 Java Mission Control：可持续在线的监控工具 239

4.4 HotSpot虚拟机插件及工具 246

4.5 本章小结 252

第5章调优案例分析与实战 253

5.1 概述 254

5.2 案例分析 255

5.2.1 大内存硬件上的程序部署策略 256

5.2.2 集群间同步导致的内存溢出 259

5.2.3 堆外内存导致的溢出错误 261

5.2.4 外部命令导致系统缓慢 263

5.2.5 服务器虚拟机进程崩溃 264

5.2.6 不恰当数据结构导致内存占用过大 265

5.2.7 由Windows虚拟内存导致的长时间停顿 266

5.2.8 由安全点导致长时间停顿 267

5.3 实战：Eclipse运行速度调优 269

5.3.1 调优前的程序运行状态 270

5.3.2 升级JDK版本的性能变化及兼容问题 274

5.3.3 编译时间和类加载时间的优化 280

5.3.4 调整内存设置控制垃圾收集频率 283

5.3.5 选择收集器降低延迟 287

5.4 本章小结 291

第三部分虚拟机执行子系统 292

第6章类文件结构 293

6.1 概述 294

6.2 无关性的基石 295

6.3 Class类文件的结构 297

6.3.1 魔数与Class文件的版本 300

6.3.2 常量池 303

6.3.3 访问标志 310

6.3.4 类索引、父类索引与接口索引集合 311

6.3.5 字段表集合 313

6.3.6 方法表集合 316

6.3.7 属性表集合 318

6.4 字节码指令简介 339

6.4.1 字节码与数据类型 340

6.4.2 加载和存储指令 343

6.4.3 运算指令 344

6.4.4 类型转换指令 346

6.4.5 对象创建与访问指令 347

6.4.6 操作数栈管理指令 348

6.4.7 控制转移指令 349

6.4.8 方法调用和返回指令 350

6.4.9 异常处理指令 351

6.4.10 同步指令 352

6.5 公有设计，私有实现 354

6.6 Class文件结构的发展 355

6.7 本章小结 356

第7章虚拟机类加载机制 357

7.1 概述 358

7.2 类加载的时机 359

7.3 类加载的过程 363

7.3.1 加载 364

7.3.2 验证 366

7.3.3 准备 370

7.3.4 解析 371

7.3.5 初始化 376

7.4 类加载器 379

7.4.1 类与类加载器 380

7.4.2 双亲委派模型 382

7.4.3 破坏双亲委派模型 386

7.5 Java模块化系统 389

7.5.1 模块的兼容性 390

7.5.2 模块化下的类加载器 393

7.6 本章小结 397

第8章虚拟机字节码执行引擎 398

8.1 概述 399

8.2 运行时栈帧结构 400

8.2.1 局部变量表 401

8.2.2 操作数栈 407

8.2.3 动态连接 409

8.2.4 方法返回地址 410

8.2.5 附加信息 411

8.3 方法调用 412

8.3.1 解析 413

8.3.2 分派 415

8.4 动态类型语言支持 426

8.4.1 动态类型语言 427

8.4.2 Java与动态类型 429

8.4.3 java.lang.invoke包 430

8.4.4 invokedynamic指令 432

8.4.5 实战：掌控方法分派规则 435

8.5 基于栈的字节码解释执行引擎 438

8.5.1 解释执行 439

8.5.2 基于栈的指令集与基于寄存器的指令集 441

8.5.3 基于栈的解释器执行过程 443

8.6 本章小结 452

第9章类加载及执行子系统的案例与实战 453

9.1 概述 454

9.2 案例分析 455

9.2.1 Tomcat：正统的类加载器架构 456

9.2.2 OSGi：灵活的类加载器架构 460

9.2.3 字节码生成技术与动态代理的实现 463

9.2.4 Backport工具：Java的时光机器 466

9.3 实战：自己动手实现远程执行功能 469

9.3.1 目标 470

9.3.2 思路 471

9.3.3 实现 472

9.3.4 验证 477

9.4 本章小结 478

第四部分程序编译与代码优化 479

第10章前端编译与优化 480

10.1 概述 481

10.2 Javac编译器 482

10.2.1 Javac的源码与调试 483

10.2.2 解析与填充符号表 489

10.2.3 注解处理器 492

10.2.4 语义分析与字节码生成 493

10.3 Java语法糖的味道 497

10.3.1 泛型 498

10.3.2 自动装箱、拆箱与遍历循环 506

10.3.3 条件编译 508

10.4 实战：插入式注解处理器 510

10.4.1 实战目标 511

10.4.2 代码实现 512

10.4.3 运行与测试 517

10.4.4 其他应用案例 518

10.5 本章小结 519

第11章后端编译与优化 520

11.1 概述 521

11.2 即时编译器 522

11.2.1 解释器与编译器 523

11.2.2 编译对象与触发条件 526

11.2.3 编译过程 533

11.2.4 实战：查看及分析即时编译结果 536

11.3 提前编译器 547

11.3.1 提前编译的优劣得失 548

11.3.2 实战：Jaotc的提前编译 551

11.4 编译器优化技术 554

11.4.1 优化技术概览 555

11.4.2 方法内联 561

11.4.3 逃逸分析 563

11.4.4 公共子表达式消除 566

11.4.5 数组边界检查消除 568

11.5 实战：深入理解Graal编译器 570

11.5.1 历史背景 571

11.5.2 构建编译调试环境 572

11.5.3 JVMCI编译器接口 576

11.5.4 代码中间表示 581

11.5.5 代码优化与生成 587

11.6 本章小结 593

第五部分高效并发 594

第12章 Java内存模型与线程 595

12.1 概述 596

12.2 硬件的效率与一致性 597

12.3 Java内存模型 599

12.3.1 主内存与工作内存 600

12.3.2 内存间交互操作 602

12.3.3 对于volatile型变量的特殊规则 604

12.3.4 针对long和double型变量的特殊规则 610

12.3.5 原子性、可见性与有序性 611

12.3.6 先行发生原则 613

12.4 Java与线程 616

12.4.1 线程的实现 617

12.4.2 Java线程调度 622

12.4.3 状态转换 624

12.5 Java与协程 626

12.5.1 内核线程的局限 627

12.5.2 协程的复苏 628

12.5.3 Java的解决方案 630

12.6 本章小结 633

第13章线程安全与锁优化 634

13.1 概述 635

13.2 线程安全 636

13.2.1 Java语言中的线程安全 637

13.2.2 线程安全的实现方法 641

13.3 锁优化 649

13.3.1 自旋锁与自适应自旋 650

13.3.2 锁消除 651

13.3.3 锁粗化 652

13.3.4 轻量级锁 653

13.3.5 偏向锁 656

13.4 本章小结 658

附录A 在Windows系统下编译OpenJDK 6 659

附录B 展望Java技术的未来（2013年版） 669

附录C 虚拟机字节码指令表 677

附录D 对象查询语言（OQL）简介 689

附录E JDK历史版本轨迹 699

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