深入理解Java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践PDF电子书下载

第一部分 走近Java 2

第1章 走近Java 2

1.1 概述 2

1.2 Java技术体系 3

1.3 Java发展史 5

1.4 Java虚拟机发展史 9

1.4.1 Sun ClassicExact VM 9

1.4.2 Sun HotSpot VM 11

1.4.3 Sun Mobile-Embedded VM/Meta-Circular VM 12

1.4.4 BEA JRockitIBM J9VM 13

1.4.5 AzulVMBEALiquidVM 14

1.4.6 Apache HarmonyGoogle Android Dalvik VM 14

1.4.7 Microsoft JVM及其他 15

1.5 展望Java技术的未来 16

1.5.1 模块化 17

1.5.2 混合语言 17

1.5.3 多核并行 19

1.5.4 进一步丰富语法 20

1.5.5 64位虚拟机 21

1.6 实战：自己编译JDK 22

1.6.1 获取JDK源码 22

1.6.2 系统需求 24

1.6.3 构建编译环境 25

1.6.4 进行编译 26

1.6.5 在IDE工具中进行源码调试 31

1.7 本章小结 35

第二部分 自动内存管理机制 38

第2章 Java内存区域与内存溢出异常 38

2.1 概述 38

2.2 运行时数据区域 38

2.2.1 程序计数器 39

2.2.2 Java虚拟机栈 39

2.2.3 本地方法栈 40

2.2.4 Java堆 41

2.2.5 方法区 41

2.2.6 运行时常量池 42

2.2.7 直接内存 43

2.3 HotSpot虚拟机对象探秘 43

2.3.1 对象的创建 44

2.3.2 对象的内存布局 47

2.3.3 对象的访问定位 48

2.4 实战：OutOfMemoryError异常 50

2.4.1 Java堆溢出 51

2.4.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出 53

2.4.3 方法区和运行时常量池溢出 56

2.4.4 本机直接内存溢出 59

2.5 本章小结 60

第3章 垃圾收集器与内存分配策略 61

3.1 概述 61

3.2 对象已死吗 62

3.2.1 引用计数算法 62

3.2.2 可达性分析算法 64

3.2.3 再谈引用 65

3.2.4 生存还是死亡 66

3.2.5 回收方法区 68

3.3 垃圾收集算法 69

3.3.1 标记－清除算法 69

3.3.2 复制算法 70

3.3.3 标记－整理算法 71

3.3.4 分代收集算法 72

3.4 HotSpot的算法实现 72

3.4.1 枚举根节点 72

3.4.2 安全点 73

3.4.3 安全区域 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 垃圾收集器参数总结 90

3.6 内存分配与回收策略 91

3.6.1 对象优先在Eden分配 91

3.6.2 大对象直接进入老年代 93

3.6.3 长期存活的对象将进入老年代 95

3.6.4 动态对象年龄判定 97

3.6.5 空间分配担保 98

3.7 本章小结 100

第4章 虚拟机性能监控与故障处理工具 101

4.1 概述 101

4.2 JDK的命令行工具 101

4.2.1 jps：虚拟机进程状况工具 104

4.2.2 jstat：虚拟机统计信息监视工具 105

4.2.3 jinfo：Java配置信息工具 106

4.2.4 jmap：Java内存映像工具 107

4.2.5 jhat：虚拟机堆转储快照分析工具 108

4.2.6 jstack：Java堆栈跟踪工具 109

4.2.7 HSDIS：JIT生成代码反汇编 111

4.3 JDK的可视化工具 114

4.3.1 JConsole：Java监视与管理控制台 115

4.3.2 VisualVM：多合一故障处理工具 122

4.4 本章小结 131

第5章 调优案例分析与实战 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 集群间同步导致的内存溢出 135

5.2.3 堆外内存导致的溢出错误 136

5.2.4 外部命令导致系统缓慢 137

5.2.5 服务器JVM进程崩溃 138

5.2.6 不恰当数据结构导致内存占用过大 139

5.2.7 由Windows虚拟内存导致的长时间停顿 141

5.3 实战：Eclipse运行速度调优 142

5.3.1 调优前的程序运行状态 142

5.3.2 升级JDK 1.6的性能变化及兼容问题 145

5.3.3 编译时间和类加载时间的优化 150

5.3.4 调整内存设置控制垃圾收集频率 153

5.3.5 选择收集器降低延迟 157

5.4 本章小结 160

第三部分 虚拟机执行子系统 162

第6章 类文件结构 162

6.1 概述 162

6.2 无关性的基石 162

6.3 Class类文件的结构 164

6.3.1 魔数与Class文件的版本 166

6.3.2 常量池 167

6.3.3 访问标志 173

6.3.4 类索引、父类索引与接口索引集合 174

6.3.5 字段表集合 175

6.3.6 方法表集合 178

6.3.7 属性表集合 180

6.4 字节码指令简介 196

6.4.1 字节码与数据类型 197

6.4.2 加载和存储指令 199

6.4.3 运算指令 200

6.4.4 类型转换指令 202

6.4.5 对象创建与访问指令 203

6.4.6 操作数栈管理指令 203

6.4.7 控制转移指令 204

6.4.8 方法调用和返回指令 204

6.4.9 异常处理指令 205

6.4.10 同步指令 205

6.5 公有设计和私有实现 206

6.6 Class文件结构的发展 207

6.7 本章小结 208

第7章 虚拟机类加载机制 209

7.1 概述 209

7.2 类加载的时机 210

7.3 类加载的过程 214

7.3.1 加载 214

7.3.2 验证 216

7.3.3 准备 219

7.3.4 解析 220

7.3.5 初始化 225

7.4 类加载器 227

7.4.1 类与类加载器 228

7.4.2 双亲委派模型 229

7.4.3 破坏双亲委派模型 233

7.5 本章小结 235

第8章 虚拟机字节码执行引擎 236

8.1 概述 236

8.2 运行时栈帧结构 236

8.2.1 局部变量表 238

8.2.2 操作数栈 242

8.2.3 动态连接 243

8.2.4 方法返回地址 243

8.2.5 附加信息 244

8.3 方法调用 244

8.3.1 解析 244

8.3.2 分派 246

8.3.3 动态类型语言支持 258

8.4 基于栈的字节码解释执行引擎 269

8.4.1 解释执行 269

8.4.2 基于栈的指令集与基于寄存器的指令集 270

8.4.3 基于栈的解释器执行过程 272

8.5 本章小结 275

第9章 类加载及执行子系统的案例与实战 276

9.1 概述 276

9.2 案例分析 276

9.2.1 Tomcat：正统的类加载器架构 276

9.2.2 OSGi：灵活的类加载器架构 279

9.2.3 字节码生成技术与动态代理的实现 282

9.2.4 Retrotranslator：跨越JDK版本 286

9.3 实战：自己动手实现远程执行功能 289

9.3.1 目标 290

9.3.2 思路 290

9.3.3 实现 291

9.3.4 验证 298

9.4 本章小结 299

第四部分 程序编译与代码优化 302

第10章 早期（编译期）优化 302

10.1 概述 302

10.2 Javac编译器 303

10.2.1 Javac的源码与调试 303

10.2.2 解析与填充符号表 305

10.2.3 注解处理器 307

10.2.4 语义分析与字节码生成 307

10.3 Java语法糖的味道 311

10.3.1 泛型与类型擦除 311

10.3.2 自动装箱、拆箱与遍历循环 315

10.3.3 条件编译 317

10.4 实战：插入式注解处理器 318

10.4.1 实战目标 318

10.4.2 代码实现 319

10.4.3 运行与测试 326

10.4.4 其他应用案例 327

10.5 本章小结 328

第11章 晚期（运行期）优化 329

11.1 概述 329

11.2 HotSpot虚拟机内的即时编译器 329

11.2.1 解释器与编译器 330

11.2.2 编译对象与触发条件 332

11.2.3 编译过程 337

11.2.4 查看及分析即时编译结果 339

11.3 编译优化技术 345

11.3.1 优化技术概览 346

11.3.2 公共子表达式消除 350

11.3.3 数组边界检查消除 351

11.3.4 方法内联 352

11.3.5 逃逸分析 354

11.4 Java与C/C+++的编译器对比 356

11.5 本章小结 358

第五部分 高效并发 360

第1 2章 Java内存模型与线程 360

12.1 概述 360

12.2 硬件的效率与一致性 361

12.3.Java内存模型 362

12.3.1 主内存与工作内存 363

12.3.2 内存间交互操作 364

12.3.3 对于volatile型变量的特殊规则 366

12.3.4 对于long和double型变量的特殊规则 372

12.3.5 原子性、可见性与有序性 373

12.3.6 先行发生原则 375

12.4 Java与线程 378

12.4.1 线程的实现 378

12.4.2 Java线程调度 381

12.4.3 状态转换 383

12.5 本章小结 384

第13章 线程安全与锁优化 385

13.1 概述 385

13.2 线程安全 385

13.2.1 Java语言中的线程安全 386

13.2.2 线程安全的实现方法 390

13.3 锁优化 397

13.3.1 自旋锁与自适应自旋 398

13.3.2 锁消除 398

13.3.3 锁粗化 400

13.3.4 轻量级锁 400

13.3.5 偏向锁 402

13.4 本章小结 403

附 录 406

附录A 编译Windows版的OpenJDK 406

附录B 虚拟机字节码指令表 414

附录C HotSpot虚拟机主要参数表 420

附录D 对象查询语言（OQL）简介 424

附录E JDK历史版本轨迹 430