揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現

揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

封亞飛 著
圖書標籤:
  • Java虛擬機
  • JVM
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  • 虛擬機原理
  • 深入理解Java
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121315411
版次:1
商品編碼:12095193
品牌:Broadview
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-06-01
用紙:膠版紙
頁數:700

具體描述

産品特色

編輯推薦

  

  Java工程師高質量成長的必讀本,榖歌官方認可的android開發語言Kotlin的基石。看透JVM設計思想與原理,徹底領悟JAVA編程精髓,以不變應萬變!

Java是一門非常流行的程序語言,但是,Java程序到底是如何運行的?如何寫齣更高效的Java代碼……?這些令人睏擾的問題,都可以從《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》中找到答案。

  隨著互聯網的極速發展,現在的Java服務端應用需要應對極高的並發訪問和大量的數據交互,如果能深入地理解Java虛擬機的核心原理和實現細節,不僅可以幫助程序員自如地應對變化莫測的各類狀況,也可以幫助程序員寫齣優秀高效的代碼。

  《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》正是這樣一部修煉Java內功的武學秘笈。它不僅詳細闡述瞭JVM的設計思路與原理,讓讀者能夠深刻理解JVM的運行機製,而且更進一步地分析瞭JVM在發展過程中每一次技術選擇的必然性——這樣的分析讓讀者得以跨越時空,在思想上與前輩大師們産生共鳴,實現精神上的交流,真正領悟JVM的精髓。

  更為難得的是,看似艱深莫測的“大道理”,卻被作者用曉暢明白、幽默有趣的文字層層化解瞭:《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》在閱讀體驗上毫無枯燥之感,相反,卻能讓你在“頓悟”的當下,會心而笑,不忍釋捲!

  不必猶豫,無須比較,就是它——《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》!


  

內容簡介

  

  《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》從源碼角度解讀HotSpot的內部實現機製,本版本主要包含三大部分——JVM數據結構設計與實現、執行引擎機製及內存分配模型。

  數據結構部分包括Java字節碼文件格式、常量池解析、字段解析、方法解析。每一部分都給齣詳細的源碼實現分析,例如字段解析一章,從源碼層麵詳細分析瞭Java字段重排、字段繼承等關鍵機製。再如方法解析一章,給齣瞭Java多態特性在源碼層麵的實現方式。《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》通過直接對源代碼的分析,從根本上梳理和澄清Java領域中的關鍵概念和機製。

  執行引擎部分包括Java方法調用機製、棧幀創建機製、指令集架構與解釋器實現機製。這一話題是《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》技術含量高的部分,需要讀者具備一定的匯編基礎。不過韆萬不要被“匯編”這個詞給嚇著,其實在作者看來,匯編相比於高級語言而言,語法非常簡單,語義也十分清晰。執行引擎部分重點描述Java源代碼如何轉換為字節碼,又如何從字節碼轉換為機器指令從而能夠被物理CPU所執行的技術實現。同時詳細分析瞭Java函數堆棧的創建全過程,在源碼分析的過程中,帶領讀者從本質上理解到底什麼是Java函數堆棧和棧幀,以及棧幀內部的詳細結構。

  內存分配部分主要包括類型創建與加載、對象實例創建與內存分配,例如new關鍵字的工作機製,import關鍵字的作用,再如java.lang.ClassLoader.loadClass()接口的本地實現機製。

  《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》並不是簡單地分析源碼實現,而是在描述HotSpot內部實現機製的同時,分析瞭HotSpot如此這般實現的技術必然性。讀者在閱讀《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》的過程中,將會在很多地方看到作者本人的這種思考。


  

精彩書評

  

  Java從1995年發布以後,已經發展成為一門流行的編程語言。業界也有無數的書介紹Java語言的方方麵麵。但是,這本書不僅講解瞭Java虛擬機的內部實現機製,還深入分析瞭為什麼要這麼實現。每一種技術設計的背後,都有其必然性。能夠知其然、並知其所以然,纔能透過現象看本質,舉一反三,實現技術升華。亞飛有多年的Java實踐,尤其是在菜鳥網絡,需要具備處理很多高並發、大型工程的架構經驗,相信他在書中會有更多的視角分享給讀者。

  ——王文彬(菲青),菜鳥CTO


  

  作者憑藉資深的C與Java技術功底以及多年對於JVM的深入研究編寫的這邊書,真正從虛擬機指令執行處理層麵,結閤JVM規範的設計原理,完整和詳盡地闡述瞭Java虛擬機在處理類、方法和代碼時的設計和實現細節。同時書中大量的代碼和指令細節能夠讓程序員更加直接地理解相關原理。

  這是一本優秀的技術工具書,可以讓閱讀者更加深刻地理解虛擬機的原理和細節,值得每一位具有極客精神、追求細節的優秀程序員反復閱讀和收藏。

  ——陌銘,菜鳥平颱技術部架構師


  

  本書是一本通過深入結閤HotSpot源代碼來解釋Java虛擬機工作機理的書籍。概念是一切知識結構的基石。通過閱讀本書,Java工程師可以瞭解和掌握Java虛擬機的核心概念,可以領會在工作中如何開發閤理的、高效的Java應用,如何有效地解決、排查Java問題。

  ——李三紅,阿裏巴巴/螞蟻金服JVM架構師


  

  作為一名Java程序員,我們寫過很多Java程序。但是,Java程序到底是如何運行的?如何寫齣更高效的Java代碼……?這些問題不僅是初學者的睏惑,也是很多老司機的短闆。這些問題歸根結底都要從JVM中去尋找答案,而國內能深入分析JVM的書並不多。亞飛撰寫的本書不僅深入分析瞭Java虛擬機的運行機製與原理,而且在錶達上非常通俗易懂,可以幫助讀者深入理解並掌握Java語言的核心細節,在開發工作中以不變應萬變,寫齣優秀高效的代碼,值得細讀。

  ——許令波(君山),《深入分析JavaWeb技術內幕(修訂版)》作者


  

目錄

第1 章 Java 虛擬機概述 1

1.1 從機器語言到Java——詹爺,你好 1

1.2 兼容的選擇:一場生産力的革命 6

1.3 中間語言翻譯 10

1.3.1 從中間語言翻譯到機器碼 11

1.3.2 通過C 程序翻譯 11

1.3.3 直接翻譯為機器碼 13

1.3.4 本地編譯 16

1.4 神奇的指令 18

1.4.1 常見匯編指令 20

1.4.2 JVM 指令 21

1.5 本章總結 24

第2 章 Java 執行引擎工作原理:方法調用 25

2.1 方法調用 26

2.1.1 真實的機器調用 26

2.1.2 C 語言函數調用 41

2.2 JVM 的函數調用機製 47

2.3 函數指針 53

2.4 CallStub 函數指針定義 60

2.5 _call_stub_entry 例程 72

2.6 本章總結 114

第3 章 Java 數據結構與麵嚮對象 115

3.1 從Java 算法到數據結構 116

3.2 數據類型簡史 120

3.3 Java 數據結構之偶然性 127

3.4 Java 類型識彆 130

3.4.1 class 字節碼概述 131

3.4.2 魔數與JVM 內部的int 類型 134

3.4.3 常量池與JVM 內部對象模型 135

3.5 大端與小端 141

3.5.1 大端和小端的概念 144

3.5.2 大小端産生的本質原因 146

3.5.3 大小端驗證 147

3.5.4 大端和小端産生的場景 149

3.5.5 如何解決字節序反轉 152

3.5.6 大小端問題的避免 154

3.5.7 JVM 對字節碼文件的大小端處理 154

3.6 本章總結 157

第4 章 Java 字節碼實戰 158

4.1 字節碼格式初探 158

4.1.1 準備測試用例 159

4.1.2 使用javap 命令分析字節碼文件 159

4.1.3 查看字節碼二進製 162

4.2 魔數與版本 163

4.2.1 魔數 165

4.2.2 版本號 165

4.3 常量池 166

4.3.1 常量池的基本結構 166

4.3.2 JVM 所定義的11 種常量 167

4.3.3 常量池元素的復閤結構 167

4.3.4 常量池的結束位置 169

4.3.5 常量池元素總數量 169

4.3.6 第一個常量池元素 170

4.3.7 第二個常量池元素 171

4.3.8 父類常量 171

4.3.9 變量型常量池元素 172

4.4 訪問標識與繼承信息 174

4.4.1 access_flags 174

4.4.2 this_class 175

4.4.3 super_class 176

4.4.4 interface 177

4.5 字段信息 177

4.5.1 fields_count 177

4.5.2 field_info fields[fields_count] 178

4.6 方法信息 182

4.6.1 methods_count 182

4.6.2 method_info methods[methods_count] 183

4.7 本章迴顧 203

第5 章 常量池解析 204

5.1 常量池內存分配 206

5.1.1 常量池內存分配總體鏈路 207

5.1.2 內存分配 212

5.1.3 初始化內存 221

5.2 oop-klass 模型 222

5.2.1 兩模型三維度 223

5.2.2 體係總覽 224

5.2.3 oop 體係 226

5.2.4 klass 體係 229

5.2.5 handle 體係 232

5.2.6 oop、klass、handle 的相互轉換 237

5.3 常量池klass 模型(1) 242

5.3.1 klassKlass 實例構建總鏈路 244

5.3.2 為klassOop 申請內存 248

5.3.3 klassOop 內存清零 251

5.3.4 初始化mark 251

5.3.5 初始化klassOop._metadata 256

5.3.6 初始化klass 257

5.3.7 自指 258

5.4 常量池klass 模型(2) 258

5.4.1 constantPoolKlass 模型構建 258

5.4.2 constantPoolOop 與klass 261

5.4.3 klassKlass 終結符 264

5.5 常量池解析 264

5.5.1 constantPoolOop 域初始化 264

5.5.2 初始化tag 266

5.5.3 解析常量池元素 267

5.6 本章總結 276

第6 章 類變量解析 277

6.1 類變量解析 278

6.2 偏移量 282

6.2.1 靜態變量偏移量 282

6.2.2 非靜態變量偏移量 284

6.2.3 Java 字段內存分配總結 309

6.3 從源碼看字段繼承 315

6.3.1 字段重排與補白 316

6.3.2 private 字段可被繼承嗎 322

6.3.3 使用HSDB 驗證字段分配與繼承 325

6.3.4 引用類型變量內存分配 333

6.4 本章總結 338

第7 章 Java 棧幀 340

7.1 entry_point 例程生成 341

7.2 局部變量錶創建 349

7.2.1 constMethod 的內存布局 349

7.2.2 局部變量錶空間計算 352

7.2.3 初始化局部變量區 355

7.3 堆棧與棧幀 364

7.3.1 棧幀是什麼 364

7.3.2 硬件對堆棧的支持 383

7.3.3 棧幀開闢與迴收 386

7.3.4 堆棧大小與多綫程 388

7.4 JVM 的棧幀 392

7.4.1 JVM 棧幀與大小確定 392

7.4.2 棧幀創建 396

7.4.3 局部變量錶 418

7.5 棧幀深度與slot 復用 430

7.6 最大操作數棧與操作棧復用 433

7.7 本章總結 436

第8 章 類方法解析 437

8.1 方法簽名解析與校驗 442

8.2 方法屬性解析 444

8.2.1 code 屬性解析 444

8.2.2 LVT&LVTT; 446

8.3 創建methodOop 452

8.4 Java 方法屬性復製 456

8.5 458

8.6 查看運行時字節碼指令 479

8.7 vtable 486

8.7.1 多態 486

8.7.2 C++中的多態與vtable 488

8.7.3 Java 中的多態實現機製 490

8.7.4 vtable 與invokevirtual 指令 497

8.7.5 HSDB 查看運行時vtable 499

8.7.6 miranda 方法 502

8.7.7 vtable 特點總結 505

8.7.8 vtable 機製邏輯驗證 506

8.8 本章總結 508

第9 章 執行引擎 510

9.1 執行引擎概述 511

9.2 取指 513

9.2.1 指令長度 516

9.2.2 JVM 的兩級取指機製 524

9.2.3 取指指令放在哪 529

9.2.4 程序計數器在哪裏 531

9.3 譯碼 532

9.3.1 模闆錶 532

9.3.2 匯編器 538

9.3.3 匯編 546

9.4 棧頂緩存 555

9.5 棧式指令集 563

9.6 操作數棧在哪裏 574

9.7 棧幀重疊 578

9.8 entry_point 例程機器指令 583

9.9 執行引擎實戰 585

9.9.1 一個簡單的例子 585

9.9.2 字節碼運行過程分析 587

9.10 字節碼指令實現 594

9.10.1 iconst_3 594

9.10.2 istore_0 596

9.10.3 iadd 597

9.11 本章總結 598

第10 章 類的生命周期 599

10.1 類的生命周期概述 599

10.2 類加載 602

10.2.1 類加載——鏡像類與靜態字段 609

10.2.2 Java 主類加載機製 614

10.2.3 類加載器的加載機製 620

10.2.4 反射加載機製 621

10.2.5 import 與new 指令 622

10.3 類的初始化 623

10.4 類加載器 626

10.4.1 類加載器的定義. 626

10.4.2 係統類加載器與擴展類加載器創建 632

10.4.3 雙親委派機製與破壞 634

10.4.4 預加載 636

10.4.5 引導類加載 638

10.4.6 加載、鏈接與延遲加載 639

10.4.7 父加載器 643

10.4.8 加載器與類型轉換 646

10.5 類實例分配 647

10.5.1 棧上分配與逃逸分析 650

10.5.2 TLAB 654

10.5.3 指針碰撞與eden 區分配 655

10.5.4 清零 656

10.5.5 偏嚮鎖 657

10.5.6 壓棧與取指 658

10.6 本章總結 660

前言/序言

  推薦序

  從Java誕生至今已有二十餘年,基於虛擬機的技術屏蔽瞭底層環境的差異,一次編譯,隨處運行的思想促進瞭整個IT上層技術應用産生瞭翻天覆地的變化。Java作為服務端應用語言的首選,確實降低瞭很多學習和應用門檻。現實生活中,絕大多數Java程序員對於虛擬機的原理和實現瞭解並不深入,也似乎並不那麼關心。而隨著互聯網的極速發展,現在的Java服務端應用需要應對極高的並發訪問和大量的數據交互,從機製和設計原理上瞭解虛擬機的核心原理和實現細節顯然能夠幫助Java程序員編寫齣更高效優質的代碼。

  雖然市麵上從Java使用者角度介紹虛擬機的書也有不少佳作,但一般較為寬泛,尤其在談及虛擬機如何運行、處理的細節時總有些淺嘗輒止的遺憾。而作者憑藉深厚的C與Java技術功底以及多年對於JVM的深入研究編寫的這本書,真正從虛擬機指令執行處理層麵,結閤JVM規範的設計原理,完整和詳盡地闡述瞭Java虛擬機在處理類、方法和代碼時的設計和實現細節。書中大量的代碼和指令細節能夠讓程序員更加直接地理解相關原理。

  這是一本優秀的技術工具書,可以讓閱讀者更加深刻地理解虛擬機的原理和處理細節,值得每一位具有極客精神、追求細節的優秀程序員反復閱讀和收藏。

  菜鳥平颱技術部陌銘

  前言

  文明需要創造,也需要傳承。JVM作為一款虛擬機,本身便是技術之集大成者,裏麵包含方方麵麵的底層技術知識。拋開如今Java如日中天之態勢不說,純粹從技術層麵看,JVM也值得廣大技術愛好者深入研究。可以說,從最新的硬件特性,到最新的軟件技術,隻要技術被證明是成熟的,都會在JVM裏麵見到其蹤影。JDK的每一次更新,從內部到核心類庫,JVM都會及時引入這些最新的技術或者算法,這便是技術傳承意義之所在。隨著雲計算、大數據、人工智能等最新技術的發展,Java技術生態圈也日益龐大,JVM與底層平颱以及與其他編程語言和技術的交互、交織日益深入,這些都離不開對JVM內部機製的深入理解。如果說以前在中間件與框架領域的大展身手,依靠的是Java語言層麵的特性和技術,那麼以後越來越多的技術紅利將會因JVM層麵之創新而得以顯現。

  被真相所濛蔽,是一件痛苦的事。我們在一個被層層封裝的世界裏進行開發和設計,操作係統、各種中間件與框架,將底層世界隱藏得結結實實。我們一方麵享受著高級編程語言所帶來的高效、穩定、快速的開發體驗,然而另一方麵,卻又如同行走於黑暗之中。我們不知道路的下麵是否有坑,即使有坑,可能也不知道如何排除。Java的很多概念和技術,很多時候由於我們對底層機製的不瞭解,而讓我們感到十分高深莫測,無法知其全貌。這種感覺非常痛苦,尤其是技術修煉到一定階段的時候。

  紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。即使從Java語言層麵下探到JVM層麵,但是若隻囿於對JVM機製理論和概念上的理解,很多時候仍然覺得缺乏那種大徹大悟之感。計算機作為一門科學,與其他的科學領域一樣,不僅需要對其理論的理解,也需要能夠去實證。例如愛因斯坦的相對論十分高深,但是通過對引力波和紅移的觀測,其變得形象和生動起來。Java的部分概念經過“口口相傳”,似有過於誇大其技術神秘性之嫌,讓人望而生畏。例如,與volatile關鍵字相關的內存可見性、指令亂序等概念,給人無比博大深奧的印象,但是如能拋開概念,直接看底層實現機製,並輔以具體的實驗論證,則會形成深刻而徹底的認知。其實,這世界本來就很簡單。在可觀測的實驗結果與可理解的底層機製麵前,一切浮誇的概念都自然會現齣原形。

  因此,采用自底而上的技術研究之道,相比自頂而下的辦法,便多瞭更多窺透本質的自信和平實。同一個底層概念,在不同的高級編程語言裏,在概念、叫法上很少能夠保持一緻。采用自底而上的探索方法,能夠揭開各種深奧概念的神秘麵紗,還原一個清明簡潔的世界。自然理解麯綫也不會有大起大落。

  研究JVM的過程,就是與大師們進行精神溝通和心靈交流的過程,雖然過程會比較痛苦。研究諸如Linux、JVM這樣的底層程序,你能學習到大師級的理念,更能夠見識到經無數牛人反復錘煉後的技術。天長日久的耳濡目染,終有一天你也會成為大師,你也會擁有大師級的眼光,你也會擁有開闊的胸懷。如同音樂傢李健,人們如此喜歡他,並不僅僅是因為他歌唱得好,更多的是因為氣質。而這種氣質來自於博覽群書,來自於對藝術的長久修煉。計算機從某種程度上而言,也是一門藝術,工程師和程序員們要想進化,對計算機藝術的修煉必不可少。與大師進行精神溝通,不僅能夠修煉到計算機的藝術,更能直接感受並養成大師身上所具備的氣質。

  我不知道Java還能走多遠,未來是否會被淘汰,但你不能因此就否定研究JVM的意義。JVM作為一款虛擬機,各種底層技術和理論都有涉及,若你能研究透徹,則能一通百通。例如,本人在研究過程中,也翻閱瞭諸如Python、JavaScript等高級麵嚮對象語言虛擬機的機製,發現它們內部的整體思路都相差不大。同時,JVM本身在運行期乾瞭一部分C或C++語言編譯器所乾的事,例如符號解析、鏈接、麵嚮對象機製的實現等,通過對這些機製的分析,從來沒有研究過C/C++編譯器原理的我,基本也能夠猜齣C/C++編譯器可能的實現方式,後來翻閱瞭相關資料,果不其然。理解編譯與虛擬機的實現機製是一方麵,另一方麵,通過深挖JDK核心類庫的內部實現,則能夠深刻理解綫程、並發、I/O等比較高深的技術內幕。例如JavaNIO,何謂VMA?何謂內核映射?若想真正徹底理解這些概念,不從底層入手,恐怕很難有一個具象化的認知。總之,研究JVM,是一件非常能夠提升開發者內功的事情,未來無論齣現什麼樣的新語言、新技術、新概念,你總是能夠不被錶麵的東西所迷惑,而是能夠透過層層封裝,看清事物的本質,你總是能夠以極低的學習成本,迅速理解新的東西。從一個更為廣闊的視角,使用發散的思維去看,不一定非要研究JVM纔能有很大收獲,研究其他技術的底層,會有異麯同工之妙。而我隻不過恰好生在瞭這個年代,這個Java語言大行其道的年代,所以就恰好對其做瞭一個比較深入的研究而已。工具有時空疆界,而技術思想則沒有,其總能穿越韆萬年的時空,無限延伸。

  JVM涉及的知識麵十分廣闊,因此限於篇幅,本書並未覆蓋JVM的全部內容。總體而言,本書重點描述瞭JVM從啓動開始到完成函數執行的詳細機製,讀完本書,相信你一定能夠明白JVM執行Java程序的底層機製,能夠明白JVM將Java語言一步步轉換為CPU可執行的機器碼的內部機製,以及為此而製定的各種規範的實現之道,例如oop-klass模型、堆棧分配模型、類加載模型等。

  本書作為筆者本人的處女作,前後寫瞭有兩年之久。之所以寫這麼久,一方麵是因為JVM本身涉及大量的知識,另一方麵則是筆者本人在寫作過程中,力求對每一個知識點都做實驗進行驗證,避免因為筆者的錯誤理解而誤導瞭彆人。同時,在這個過程中,筆者不僅僅滿足於讀懂JVM的源代碼,也不僅僅滿足於通過實驗去驗證各個技術點,筆者花瞭更多的時間在思考JVM各種技術選擇的必然性。換言之,在具體的硬件和操作係統的約束之下,在JVM“writeonece,runanywhere”這一思路設定下,JVM內部的技術實現機製是確定的,彆無他法。例如,JVM的GC機製便是一種技術必然性選擇。每一次對這種技術必然性之思考,就好像與JVM的作者大牛們進行瞭一次心靈交流。

  我問大牛:JVM的堆棧結構為什麼要有操作數棧和局部變量錶?

  大牛迴答:因為……。

  大牛其實並沒有迴答我,所有的一切都需要筆者自己去想明白。等想明白瞭之後,纔有種真正看透事物本質的快感。

  希望本書的讀者也能夠跟隨本書,一起去進行這樣的思考。

  正是因為對“知其所以然”之追求,所以本書的寫作過程是漫長的。在此,要特彆感謝我的老婆金艷和我的兒子佑佑,很多個周末我都沒能抽齣時間陪伴他們。當我開始打算寫作本書時,我的孩子還在繈褓之中。而等我寫完本書,孩子已經開始上小班瞭。欠缺的太多!

  JVM所涉及的知識麵既廣且深,而個人所知畢竟有限,書中定有錯誤之處,若有發現,請發送郵件至:chaomengyuexiang@126.com。

  在寫作本書的過程中,遇到瞭很多技術障礙,很多技術障礙都是在查閱瞭R大以及阿裏技術專傢三紅、寒泉子等人的文章後纔得以攻剋,在此錶示感謝!嚮這些大牛緻敬!

  同時,也要感謝我的領導和同事所給予的大力支持,尤其要感謝菲青、陌銘、祝幽、蘭博等人的鼓勵,同時你們也是我學習的榜樣!



《解構新生:內存管理、並發模型與性能優化》 前言 在飛速發展的軟件開發領域,對底層運行機製的深入理解,已不再是少數“硬核”工程師的專屬技能,而是越來越多開發者構建高效、穩定、可維護應用程序的關鍵。我們常常在麵對性能瓶頸、內存泄漏、並發死鎖等棘手問題時,感到力不從心,究其根本,往往在於對程序運行環境的認識不足。本書旨在打破這種隔閡,帶領讀者深入探索現代軟件運行時環境的核心奧秘,從內存的動態分配與迴收,到並發場景下的綫程安全與協作,再到程序性能的細緻調優,我們將一層層剝開錶象,直抵事物本質。 第一章:生命的起點與終結——內存的動態管理 想象一下,你的程序就像一個繁忙的城市,需要不斷地為居民(數據)提供居住空間(內存),並在居民搬離後及時清理,以便新居民入住。這正是內存管理的核心使命。本章將從最基礎的內存模型講起,詳細解析程序運行時內存的劃分,包括棧(Stack)、堆(Heap)、靜態存儲區(Static Storage)以及常量區(Constant Pool)。我們將逐一剖析它們各自的特性、生命周期以及在程序執行中的作用。 棧的運行機製: 理解函數調用棧如何工作,局部變量、參數如何在棧上分配與銷毀。我們將深入探討棧溢齣(Stack Overflow)的原因及避免方法。 堆的生命周期: 堆是程序動態分配內存的主要場所。我們將詳細講解對象的創建過程,以及內存分配算法(如首次適應、最佳適應)在堆中的應用。 垃圾迴收(GC)的藝術: 這是內存管理中最具挑戰性的部分。本章將詳細介紹垃圾迴收的原理,包括可達性分析算法(如引用計數、根搜索)、各種垃圾迴收算法(如標記-清除、復製、標記-整理)的優缺點,以及它們在不同場景下的適用性。我們將探討分代垃圾迴收(Generational Garbage Collection)的思想,以及新生代(Young Generation)和老年代(Old Generation)的工作機製,理解Minor GC和Major GC的區彆。此外,還將涉及垃圾迴收器(Garbage Collector)的演進,例如Serial、Parallel、CMS(Concurrent Mark Sweep)以及G1(Garbage-First)等,分析它們的特點和性能錶現。 內存泄漏的偵測與防範: 內存泄漏是程序穩定性的隱形殺手。我們將學習如何通過分析堆轉儲(Heap Dump)文件,利用專業的內存分析工具,定位內存泄漏的根源,並給齣避免內存泄漏的常見策略,如及時釋放不再使用的對象、謹慎使用靜態變量和集閤類等。 第二章:協同的交響麯——並發與綫程安全 在現代計算環境中,多綫程編程幾乎是提高程序性能和響應速度的必由之路。然而,多個綫程同時訪問共享資源時,很容易引發數據競爭、死鎖等問題,導緻程序行為不可預測,甚至崩潰。本章將深入探討並發編程的核心概念,以及如何構建安全、高效的多綫程應用程序。 綫程模型與生命周期: 從操作係統綫程(OS Thread)到用戶綫程(User Thread),理解不同綫程模型的優劣。我們將剖析綫程的創建、啓動、終止過程,以及綫程間的通信方式(如共享內存、消息隊列)。 同步機製的演進: 學習Java提供的各種同步原語,包括`synchronized`關鍵字的底層實現(鎖膨脹、偏嚮鎖、輕量級鎖、重量級鎖),以及`java.util.concurrent`包中強大的並發工具類,如`Lock`接口及其實現(`ReentrantLock`),`Semaphore`、`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`等。我們將詳細分析它們的適用場景和使用方法。 原子性、可見性與有序性: 深入理解內存模型(Memory Model)的重要性,探究Java內存模型(JMM)如何定義綫程間的可見性(Visibility)和有序性(Ordering)。我們將講解`volatile`關鍵字的作用,以及`happens-before`原則如何保證操作的有序執行。 綫程安全的挑戰與解決方案: 識彆常見的並發問題,如競態條件(Race Condition)、活鎖(Livelock)、飢餓(Starvation)等,並學習如何使用鎖、同步代碼塊、不可變對象(Immutable Objects)以及綫程本地存儲(Thread-Local Storage)等技術來保證綫程安全。 並發集閤與綫程池: 探索`java.util.concurrent`包中的高效並發集閤類(如`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`),以及綫程池(Thread Pool)的工作原理、創建與管理。我們將討論如何通過綫程池閤理地管理綫程資源,提高並發任務的執行效率。 第三章:性能的精雕細琢——優化與監控 “測不準,無法優化”。要提升程序的性能,首先需要準確地衡量和診斷。本章將聚焦於程序性能的度量、分析和優化方法,幫助讀者打造響應迅速、資源占用少的應用程序。 性能度量的基本功: 學習如何使用基準測試(Benchmarking)工具(如JMH)來測量代碼片段的性能。理解吞吐量(Throughput)、延遲(Latency)和響應時間(Response Time)等關鍵性能指標。 剖析工具的威力: 深入學習各種剖析工具(Profiler)的使用,如CPU Profiler和Memory Profiler。通過火焰圖(Flame Graph)、調用圖(Call Graph)等可視化技術,精準定位性能瓶頸,找齣消耗CPU時間過長的方法或占用內存過多的對象。 代碼層麵的優化技巧: 探討一係列實用的代碼優化策略,包括: 算法與數據結構的選擇: 強調選擇閤適的算法和數據結構對性能的巨大影響。 循環與分支優化: 學習如何減少不必要的計算和跳轉。 字符串處理的藝術: 探討`String`、`StringBuilder`、`StringBuffer`在不同場景下的性能差異。 I/O操作的優化: 講解緩衝(Buffering)、非阻塞I/O(Non-blocking I/O)和內存映射文件(Memory-Mapped Files)等技術。 JVM參數的調優: 瞭解JVM的各項配置參數,例如堆大小(Heap Size)、年輕代與老年代比例、GC算法的選擇以及垃圾迴收參數的調整。我們將學習如何根據應用程序的特點,配置閤適的JVM參數,以達到最佳的性能錶現。 監控與告警: 介紹如何利用應用性能管理(APM)工具,對生産環境中的應用程序進行實時監控,收集性能數據,設置告警閾值,及時發現並處理潛在的性能問題。 結語 《解構新生》並非一本理論堆砌的書籍,而是旨在為開發者提供一套係統性的思維框架和實用的工具集。通過深入理解內存管理的精妙之處,掌握並發控製的藝術,以及熟練運用性能優化的各種手段,我們相信,您將能夠更自信地應對復雜的編程挑戰,編寫齣更加健壯、高效、優雅的軟件。願本書成為您在技術道路上不斷探索、不斷超越的得力助手。

用戶評價

評分

這本書真是太給力瞭!我最近在研究一些底層的東西,特彆是關於並發和內存管理的那些讓人頭疼的問題。市麵上的資料要麼講得太高屋建瓴,讓我抓不住重點,要麼就是堆砌代碼,看得我暈頭轉嚮。但這本書不同,它真正做到瞭深入淺齣。作者似乎非常理解初學者和進階者的痛點,從最基礎的字節碼結構講起,一步步引導我們拆解JVM的運行機製。我特彆欣賞它在解釋垃圾迴收算法時那種細緻入微的態度,不像有些書隻是簡單羅列G1、CMS,而是真的把它們背後的設計哲學和權衡考慮講得清清楚楚。讀完好幾章後,我對Java程序運行的“黑箱”有瞭一種非常清晰的圖景,感覺自己像是拿到瞭一把可以深入剖析代碼執行的鑰匙。那種茅塞頓開的感覺,對於一個深度技術愛好者來說,簡直是無與倫比的享受。這本書的結構安排非常閤理,邏輯遞進自然,讀起來很少有“卡殼”的感覺,非常流暢。

評分

我是一個偏愛實踐的工程師,理論看得多瞭總覺得缺少點實操的驗證。這本書最讓我驚喜的一點是,它沒有停留在理論層麵,而是非常注重對JVM內部工作流程的可視化和調試模擬。雖然書本本身是文字載體,但作者通過大量的圖示和清晰的步驟描述,讓我們仿佛親眼看到瞭一個Java對象是如何從新生代被分配,經曆Minor GC,最終在老年代沉浮的整個過程。我跟著書中的一些思路,自己動手在測試環境中設置瞭一些特定的GC參數,觀察日誌輸齣的變化,那種“一切盡在掌握”的感覺真的太棒瞭。特彆是關於性能調優那塊,它給齣的建議不是空泛的“多使用XX”,而是基於對JVM工作原理的深刻理解給齣的精準定位。這本書真正做到瞭連接理論與實踐的鴻溝,讓晦澀的JVM知識真正轉化為可以指導日常開發的實用工具。

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說實話,我本來對這類偏底層的技術書籍是持保留態度的,總擔心內容會過於枯燥,變成一本冰冷的字典。但這本書的敘述風格非常吸引人,它不是那種闆著臉孔的說教,反而帶有一種探索的樂趣。作者在描述一些復雜概念時,經常會穿插一些生動的比喻或者曆史背景,這讓那些原本晦澀的虛擬機內部交互變得鮮活起來。我記得有一章講到類加載器雙親委派模型時,作者用瞭好幾段篇幅來描述這個設計決策背後的安全考量和曆史演進,這不僅僅是知識點的傳授,更像是和一位經驗豐富的老前輩在咖啡館裏交流心得。這種娓娓道來的敘事方式,極大地降低瞭閱讀門檻,讓我即使麵對復雜的內存屏障、JIT編譯優化這些硬核內容時,也能保持住足夠的耐心和好奇心。對於想要從“會用Java”邁嚮“精通Java”的人來說,這無疑是一本絕佳的指南,它教會你的不僅是“是什麼”,更是“為什麼會是這樣”。

評分

讀完這本書,我最大的感受是知識體係的完整性。很多其他書籍可能隻關注瞭某一個特定的模塊,比如隻談並發,或者隻談JIT,但這本書卻提供瞭一個非常宏大而自洽的整體架構。它從JVM規範的源頭開始,一直延伸到字節碼的執行模型、本地方法棧的交互,構建瞭一個非常紮實的知識框架。這意味著,當你理解瞭某一部分的原理後,再去學習其他相關的技術(比如新的Java特性或新的GC算法)時,你會發現它們都是在這個既有框架下的演化和補充,而不是孤立存在的知識點。這種“總覽全局”的能力,對於提升技術判斷力和解決疑難雜癥時尋找根源,是至關重要的。它讓我不再滿足於錶麵的API調用,而是開始追溯到底層指令集的映射,這種層次感的提升,是無價的。

評分

坦白講,市麵上關於JVM的書籍很多,但真正能讓人讀完後感覺知識“落地”的卻不多。這本書在這方麵做得非常齣色。作者的文字功底深厚,能夠將復雜的概念用非常精確且富有邏輯性的語言錶達齣來。我特彆喜歡它在解釋一些內存模型和綫程調度細節時所展現齣的那種嚴謹性,每一個術語的引用都非常考究,體現瞭作者對JVM規範的深刻理解。對於我們這些日常工作需要處理高並發、高吞吐量場景的開發者來說,這本書提供的不僅僅是知識,更是一種思考問題的框架。它潛移默化地改變瞭我調試和設計程序的方式,讓我從一開始就注重避免那些可能觸發JVM底層瓶頸的編碼習慣。總而言之,這是一本值得反復研讀的深度技術經典,它的價值遠超其頁數所能體現的。

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吾消費京東商城數年,深知各産品琳琅滿目、然,唯此寶物與眾皆不同,為齣淤泥之清蓮,使吾為之動容,心馳神往,以至茶飯不思,寢食難安,輾轉反側無法忘懷,於是乎緊衣縮食,湊齊銀兩,傾吾之所有而能買,東哥之熱心、快遞員之殷切,無不讓人感激涕零,可謂迅雷不及掩耳盜鈴兒響叮當仁不讓世界充滿愛,待打開包裹之時頓時金光四射:屋內升起七彩祥雲,處處皆是祥和之氣。吾驚訝之餘甚是欣喜若狂,嗚呼哀:哉!此寶乃是天上物,人間又得幾迴求!遂沐浴更衣,焚香禱告後與人共賞此寶,人皆贊嘆不已,故生此寶物款型及做工,超高性價比之慨且贊吾獨具慧眼與時尚品位,産品介紹果然句句實言,毫無誇大欺瞞之嫌,實乃大傢之風範,忠義之商!傢,這個商品還真好,非常喜歡,也很欣賞京東的售後服務和配送速度真的不錯,買東西就在京東買,選自營沒有錯更:多正品保障更多售後保障更快到貨和退換速度無人能敵,看!天下網購發貨速度誰最快答京東商城售後服務誰最好答:京東商城配送服務誰最強:京東商城,品質保障誰最棒答:京東商城,正所謂:要問電商哪傢強,中國網購數京東我為!什麼喜歡在京東買東西,因為今天買明天就可以送到!

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《揭秘Java虛擬機:JVM設計原理與實現》從源碼角度解讀HotSpot的內部實現機製,本版本主要包含三大部分——JVM數據結構設計與實現、執行引擎機製及內存分配模型。

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希望能有所收獲,jvm的書也是看瞭不少瞭,老忘記,額

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岑夫子,丹丘生,將進酒,君莫停。

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內容大緻翻瞭一下,還不錯大佬推薦的, 唯一的不足就是沒有薄膜包裝。

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拍個大集閤吧,都是很好的書

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現在買東西還真是劃算。

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是這樣的,雖然我已然是個老司機。但是,我想說,我還是需要這本書。

評分

拍個大集閤吧,都是很好的書

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