深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第2版）

深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第2版） 目录: 第一部分走近 Java 第 1 章走近 Java2 1.1 概述 2 1.2Java 技术体系 3 1.3Java 发展史 5 1.4Java 虚拟机发展史 9 1.4.1SunClassicExactVM9 1.4.2SunHotSpotVM11 1.4.3SunMobile—EmbeddedVMMeta—CircularVM12 1.4.4BEAJRockitIBMJ9VM13 1.4.5AzulVMBEALiquidVM14 1.4.6ApacheHarmonyGoogleAndroidDalvikVM14 1.4.7MicrosoftJVM 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 1.5.564 位虚拟机 21 1.6 实战：自己编译 JDK22 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 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 2.2.2Java 虚拟机栈 39 2.2.3 本地方法栈 40 2.2.4Java 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 2.3HotSpot 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 2.4.1Java 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 3.4HotSpot 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 3.5.1Serial 收集器 76 3.5.2ParNew 收集器 77 3.5.3ParallelScavenge 收集器 79 3.5.4SerialOld 收集器 80 3.5.5ParallelOld 收集器 80 3.5.6CMS 收集器 81 3.5.7G1 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 4.2JDK 的命令行工具 101 4.2.1jps：虚拟机进程状况工具 104 4.2.2jstat：虚拟机统计信息监视工具 105 4.2.3jinfo：Java 配置信息工具 106 4.2.4jmap：Java 内存映像工具 107 4.2.5jhat：虚拟机堆转储快照分析工具 108 4.2.6jstack：Java 堆栈跟踪工具 109 4.2.7HSDIS：JIT 生成代码反汇编 111 4.3JDK 的可视化工具 114 4.3.1JConsole：Java 监视与管理控制台 115 4.3.2VisualVM：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 JDK1.6 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 第 6 章类文件结构 162 6.1 概述 162 6.2 无关性的基石 162 6.3Class 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 6.6Class 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 9.2.1Tomcat：正统的类加载器架构 276 9.2.2OSGi：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 9.2.4Retrotranslator：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 第 10 章早期（编译期）优化 302 10.1 概述 302 10.2Javac 编译器 303 10.2.1Javac 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 10.3Java 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 11.2HotSpot 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 11.4Java 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 第 12 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 12.3Java 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 12.4Java 与线程 378 12.4.1 线程的实现 378 12.4.2Java 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 13.2.1Java 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 附录 A 编译 Windows 版的 OpenJDK406 附录 B 虚拟机字节码指令表 414 附录 CHotSpot 虚拟机主要参数表 420 附录 D 对象查询语言（OQL）简介 424 附录 EJDK 历史版本轨迹 430