深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践

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