全面掌握 Java 虚拟机 JVM 的高级特性及最佳实践

前　言 　　致　谢 　　第一部分　走近Java 　　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　展望Java技术的未来 / 9 　　1.4.1　模块化 / 9 　　1.4.2　混合语言 / 9 　　1.4.3　多核并行 / 11 　　1.4.4　进一步丰富语法 / 12 　　1.4.5　64位虚拟机 / 13 　　1.5　实战：自己编译JDK / 13 　　1.5.1　获取JDK源码 / 13 　　1.5.2　系统需求 / 14 　　1.5.3　构建编译环境 / 15 　　1.5.4　准备依赖项 / 17 　　1.5.5　进行编译 / 18 　　1.6　本章小结 / 21 　　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 / 24 　　2.1　概述 / 24 　　2.2　运行时数据区域 / 25 　　2.2.1　程序计数器 / 25 　　2.2.2　Java虚拟机栈 / 26 　　2.2.3　本地方法栈 / 27 　　2.2.4　Java堆 / 27 　　2.2.5　方法区 / 28 　　2.2.6　运行时常量池 / 29 　　2.2.7　直接内存 / 29 　　2.3　对象访问 / 30 　　2.4　实战：OutOfMemoryError异常 / 32 　　2.4.1　Java堆溢出 / 32 　　2.4.2　虚拟机栈和本地方法栈溢出 / 35 　　2.4.3　运行时常量池溢出 / 38 　　2.4.4　方法区溢出 / 39 　　2.4.5　本机直接内存溢出 / 41 　　2.5　本章小结 / 42 　　第3章　垃圾收集器与内存分配策略 / 43 　　3.1　概述 / 43 　　3.2　对象已死？ / 44 　　3.2.1　引用计数算法 / 44 　　3.2.2　根搜索算法 / 46 　　3.2.3　再谈引用 / 47 　　3.2.4　生存还是死亡？ / 48 　　3.2.5　回收方法区 / 50 　　3.3　垃圾收集算法 / 51 　　3.3.1　标记 -清除算法 / 51 　　3.3.2　复制算法 / 52 　　3.3.3　标记-整理算法 / 54 　　3.3.4　分代收集算法 / 54 　　3.4　垃圾收集器 / 55 　　3.4.1　Serial收集器 / 56 　　3.4.2　ParNew收集器 / 57 　　3.4.3　Parallel Scavenge收集器 / 59 　　3.4.4　Serial Old收集器 / 60 　　3.4.5　Parallel Old收集器 / 61 　　3.4.6　CMS收集器 / 61 　　3.4.7　G1收集器 / 64 　　3.4.8　垃圾收集器参数总结 / 64 　　3.5　内存分配与回收策略 / 65 　　3.5.1　对象优先在Eden分配 / 66 　　3.5.2　大对象直接进入老年代 / 68 　　3.5.3　长期存活的对象将进入老年代 / 69 　　3.5.4　动态对象年龄判定 / 71 　　3.5.5　空间分配担保 / 73 　　3.6　本章小结 / 75 　　第4章　虚拟机性能监控与故障处理工具 / 76 　　4.1　概述 / 76 　　4.2　JDK的命令行工具 / 76 　　4.2.1　jps：虚拟机进程状况工具 / 79 　　4.2.2　jstat：虚拟机统计信息监视工具 / 80 　　4.2.3　jinfo：Java配置信息工具 / 82 　　4.2.4　jmap：Java内存映像工具 / 82 　　4.2.5　jhat：虚拟机堆转储快照分析工具 / 84 　　4.2.6　jstack：Java堆栈跟踪工具 / 85 　　4.3　JDK的可视化工具 / 87 　　4.3.1　JConsole：Java监视与管理控制台 / 88 　　4.3.2　VisualVM：多合一故障处理工具 / 96 　　4.4　本章小结 / 105 　　第5章　调优案例分析与实战 / 106 　　5.1　概述 / 106 　　5.2　案例分析 / 106 　　5.2.1　高性能硬件上的程序部署策略 / 106 　　5.2.2　集群间同步导致的内存溢出 / 109 　　5.2.3　堆外内存导致的溢出错误 / 110 　　5.2.4　外部命令导致系统缓慢 / 112 　　5.2.5　服务器JVM进程崩溃 / 113 　　5.3　实战：Eclipse运行速度调优 / 114 　　5.3.1　调优前的程序运行状态 / 114 　　5.3.2　升级JDK 1.6的性能变化及兼容问题 / 117 　　5.3.3　编译时间和类加载时间的优化 / 122 　　5.3.4　调整内存设置控制垃圾收集频率 / 126 　　5.3.5　选择收集器降低延迟 / 130 　　5.4　本章小结 / 133 　　第三部分　虚拟机执行子系统 　　第6章　类文件结构 / 136 　　6.1　概述 / 136 　　6.2　无关性的基石 / 136 　　6.3　Class类文件的结构 / 138 　　6.3.1　魔数与Class文件的版本 / 139 　　6.3.2　常量池 / 141 　　6.3.3　访问标志 / 147 　　6.3.4　类索引、父类索引与接口索引集合 / 148 　　6.3.5　字段表集合 / 149 　　6.3.6　方法表集合 / 153 　　6.3.7　属性表集合 / 155 　　6.4　Class文件结构的发展 / 168 　　6.5　本章小结 / 170 　　第7章　虚拟机类加载机制 / 171 　　7.1　概述 / 171 　　7.2　类加载的时机 / 172 　　7.3　类加载的过程 / 176 　　7.3.1　加载 / 176 　　7.3.2　验证 / 178 　　7.3.3　准备 / 181 　　7.3.4　解析 / 182 　　7.3.5　初始化 / 186 　　7.4　类加载器 / 189 　　7.4.1　类与类加载器 / 189 　　7.4.2　双亲委派模型 / 191 　　7.4.3　破坏双亲委派模型 / 194 　　7.5　本章小结 / 197 　　第8章　虚拟机字节码执行引擎 / 198 　　8.1　概述 / 198 　　8.2　运行时栈帧结构 / 199 　　8.2.1　局部变量表 / 199 　　8.2.2　操作数栈 / 204 　　8.2.3　动态连接 / 206 　　8.2.4　方法返回地址 / 206 　　8.2.5　附加信息 / 207 　　8.3　方法调用 / 207 　　8.3.1　解析 / 207 　　8.3.2　分派 / 209 　　8.4　基于栈的字节码解释执行引擎 / 221 　　8.4.1　解释执行 / 221 　　8.4.2　基于栈的指令集与基于寄存器的指令集 / 223 　　8.4.3　基于栈的解释器执行过程 / 224 　　8.5　本章小结 / 230 　　第9章　类加载及执行子系统的案例与实战 / 231 　　9.1　概述 / 231 　　9.2　案例分析 / 231 　　9.2.1　Tomcat：正统的类加载器架构 / 232 　　9.2.2　OSGi：灵活的类加载器架构 / 235 　　9.2.3　字节码生成技术与动态代理的实现 / 238 　　9.2.4　Retrotranslator：跨越JDK版本 / 242 　　9.3　实战：自己动手实现远程执行功能 / 246 　　9.3.1　目标 / 246 　　9.3.2　思路 / 247 　　9.3.3　实现 / 248 　　9.3.4　验证 / 255 　　9.4　本章小结 / 256 　　第四部分　程序编译与代码优化 　　第10章　早期（编译期）优化 / 258 　　10.1　概述 / 258 　　10.2　Javac编译器 / 259 　　10.2.1　Javac的源码与调试 / 259 　　10.2.2　解析与填充符号表 / 262 　　10.2.3　注解处理器 / 264 　　10.2.4　语义分析与字节码生成 / 264 　　10.3　Java语法糖的味道 / 268 　　10.3.1　泛型与类型擦除 / 268 　　10.3.2　自动装箱、拆箱与遍历循环 / 273 　　10.3.3　条件编译 / 275 　　10.4　实战：插入式注解处理器 / 276 　　10.4.1　实战目标 / 276 　　10.4.2　代码实现 / 277 　　10.4.3　运行与测试 / 284 　　10.4.4　其他应用案例 / 286 　　10.5　本章小结 / 286 　　第11章　晚期（运行期）优化 / 287 　　11.1　概述 / 287 　　11.2　HotSpot虚拟机内的即时编译器 / 288 　　11.2.1　解释器与编译器 / 288 　　11.2.2　编译对象与触发条件 / 291 　　11.2.3　编译过程 / 294 　　11.2.4　查看与分析即时编译结果 / 297 　　11.3　编译优化技术 / 301 　　11.3.1　优化技术概览 / 301 　　11.3.2　公共子表达式消除 / 305 　　11.3.3　数组边界检查消除 / 307 　　11.3.4　方法内联 / 307 　　11.3.5　逃逸分析 / 309 　　11.4　Java与C/C++的编译器对比 / 311 　　11.5　本章小结 / 313 　　第五部分　高效并发 　　第12章　Java内存模型与线程 / 316 　　12.1　概述 / 316 　　12.2　硬件的效率与一致性 / 317 　　12.3　Java内存模型 / 318 　　12.3.1　主内存与工作内存 / 319 　　12.3.2　内存间交互操作 / 320 　　12.3.3　对于volatile型变量的特殊规则 / 322 　　12.3.4　对于long和double型变量的特殊规则 / 327 　　12.3.5　原子性、可见性与有序性 / 328 　　12.3.6　先行发生原则 / 330 　　12.4　Java与线程 / 333 　　12.4.1　线程的实现 / 333 　　12.4.2　Java线程调度 / 337 　　12.4.3　状态转换 / 339 　　12.5　本章小结 / 341 　　第13章　线程安全与锁优化 / 342 　　13.1　概述 / 342 　　13.2　线程安全 / 343 　　13.2.1　Java语言中的线程安全 / 343 　　13.2.2　线程安全的实现方法 / 348 　　13.3　锁优化 / 356 　　13.3.1　自旋锁与自适应自旋 / 356 　　13.3.2　锁消除 / 357 　　13.3.3　锁粗化 / 358 　　13.3.4　轻量级锁 / 358 　　13.3.5　偏向锁 / 361 　　13.4　本章小结 / 362 　　附录A　Java虚拟机家族 / 363 　　附录B　虚拟机字节码指令表 / 366 　　附录C　HotSpot虚拟机主要参数表 / 372