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封亚飞著 著

图书标签:

• Java虚拟机
• JVM
• 内存管理
• 垃圾回收
• 类加载机制
• JIT编译
• 性能调优
• Java底层
• 虚拟机原理
• 深入理解

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121315411

商品编码：14429940117

出版时间：2017-07-01

作  者:封亚飞 著 定  价:129 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2017年07月01日 页  数:662 装  帧:平装 ISBN:9787121315411 ●第1章Java虚拟机概述1
●1.1从机器语言到Java——詹爷，你好1
●1.2兼容的选择：一场生产力的革命6
●1.3中间语言翻译10
●1.3.1从中间语言翻译到机器码11
●1.3.2通过C程序翻译11
●1.3.3直接翻译为机器码13
●1.3.4本地编译16
●1.4神奇的指令18
●1.4.1常见汇编指令20
●1.4.2JVM指令21
●1.5本章总结24
●第2章Java执行引擎工作原理：方法调用25
●2.1方法调用26
●2.1.1真实的机器调用26
●2.1.2C语言函数调用41
●2.2JVM的函数调用机制47
●2.3函数指针53
●2.4CallStub函数指针定义60
●2.5_call_stub_entry例程72
●部分目录

内容简介

《揭秘Java虚拟机：JVM设计原理与实现》从源码角度解读HotSpot的内部实现机制，本书主要包含三大部分――JVM数据结构设计与实现、执行引擎机制及内存分配模型。数据结构部分包括Java字节码文件格式、常量池解析、字段解析、方法解析。每一部分都给出详细的源码实现分析，例如字段解析一章，从源码层面详细分析了Java字段重排、字段继承等关键机制。再如方法解析一章，给出了Java多态特性在源码层面的实现方式。《揭秘Java虚拟机：JVM设计原理与实现》通过直接对源代码的分析，从根本上梳理和澄清Java领域中的关键概念和机制。执行引擎部分包括Java方法调用机制、栈帧创建机制、指令集架构与解释器实现机制。这一话题是《揭秘Java虚拟机：JVM设计原理与实现》技术含量高的部分，需要读者具备一定的汇编基础。不过千万不要被“汇编”这个词给吓着，其实在作者看来，汇编相比于不错语言而言，语法很好简单，语等 封亚飞 著 封亚飞，任职于菜鸟物流云平台，负责中间件开发。

《深入理解操作系统原理：从硬件到进程的精妙协奏》 在数字世界的底层，有一部波澜壮阔的交响乐正在上演，而操作系统正是这场盛宴的指挥家。它悄无声息地协调着硬件的奔腾，将冰冷的指令转化为流畅的应用，让数十亿的设备得以高效运转。本书《深入理解操作系统原理：从硬件到进程的精妙协奏》将带领您踏上一段穿越计算机核心的探索之旅，揭开这个“幕后英雄”的神秘面纱，领略其精妙的设计与严谨的逻辑。 我们并非仅仅罗列枯燥的概念，而是力求通过层层剖析，展现操作系统如何巧妙地驾驭纷繁复杂的硬件资源，并在此基础上构建出丰富多彩的软件世界。这本书将从最基础的硬件交互开始，逐步深入到操作系统的各个关键组成部分，最终描绘出程序如何在内存中栩栩如生，并最终实现与用户的互动。 第一章：硬件的脉搏——CPU、内存与I/O的协同 一切计算的起点，都源于那颗跳动不息的“心脏”——中央处理器（CPU）。我们将首先解构CPU的核心工作原理，了解指令的fetch-decode-execute周期如何将一行行代码转化为实际的电子信号。我们将探究指令集架构（ISA）的多样性，理解不同CPU是如何“思考”和执行任务的。更重要的是，我们将深入了解CPU内部的流水线、乱序执行、分支预测等高级优化技术，这些是如何在微观层面大幅提升计算效率的。 紧随其后，我们将目光投向内存。内存并非仅仅是数据的仓库，而是CPU高速运转的“粮仓”。本书将详细阐述内存的层级结构，从速度最快的寄存器、缓存（L1、L2、L3），到容量巨大的主内存（RAM），再到速度较慢但持久的存储设备。我们将深入理解内存管理单元（MMU）的作用，它如何通过虚拟内存技术，为每个进程提供一个独立的、连续的地址空间，避免了进程间的互相干扰，并有效利用物理内存。分页（Paging）和分段（Segmentation）等机制将被详细解析，理解它们如何实现内存的隔离与保护。 输入/输出（I/O）设备，则是计算机与外界沟通的桥梁。从键盘鼠标的输入，到显示器、硬盘的输出，它们构成了人机交互的闭环。我们将探讨I/O控制器、DMA（Direct Memory Access）等硬件如何减轻CPU的负担，实现高效的数据传输。更重要的是，我们将理解操作系统的I/O子系统，包括缓冲（Buffering）、缓存（Caching）、设备驱动程序（Device Drivers）等，是如何统一管理和调度这些不同类型的I/O设备，确保数据的可靠传输和应用程序的顺畅运行。 第二章：操作系统的诞生——内核的基石与核心服务 在硬件的坚实基础上，操作系统内核便应运而生，它是整个操作系统的灵魂。本章将深入探讨内核的本质，理解它作为进程与硬件之间的“翻译官”和“守护者”所扮演的关键角色。我们将解析内核的两种主要工作模式：内核模式（Kernel Mode）和用户模式（User Mode），以及它们之间的切换机制（系统调用），这是保护内核安全、防止用户程序破坏系统稳定性的基石。 我们将详细阐述进程管理的核心概念。什么是进程？它是如何被创建、销毁和管理的？我们将深入理解进程的生命周期，包括新生、就绪、运行、阻塞和终止等状态。调度器（Scheduler）作为进程管理的“心脏”，将是本章的重点。我们将学习各种调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度（Priority Scheduling）、时间片轮转（Round Robin）等，理解它们在平衡系统吞吐量、响应时间、公平性等方面的考量，以及现代操作系统如何采用多级反馈队列等混合策略来优化调度。 线程（Thread）作为进程内的执行单元，将是另一个重要议题。我们将区分进程和线程的差异，理解多线程编程带来的优势，如并发执行、资源共享等，并探讨线程的创建、同步与通信机制，如互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variables）等，这些是避免竞态条件、保证数据一致性的关键。 第三章：内存的艺术——虚拟内存与进程隔离的秘密 虚拟内存技术是现代操作系统最令人称道的成就之一。本章将剥开这层神秘的面纱，揭示其如何为每个进程构建一个独立、安全、高效的内存空间。我们将再次深入探讨分页机制，理解页表（Page Table）如何将虚拟地址映射到物理地址，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）如何加速这个映射过程。 缺页中断（Page Fault）的处理机制将是本章的亮点。当进程访问的页面不在物理内存中时，操作系统如何通过页面置换算法（Page Replacement Algorithms），如FIFO、LRU（Least Recently Used）、Optimal等，决定将哪个页面从内存中移出，又将哪个页面从磁盘加载到内存。我们将深入分析这些算法的优劣，以及它们对系统性能的影响。 内存的分配与回收同样至关重要。我们将了解操作系统如何管理堆（Heap）和栈（Stack）等内存区域，以及如何通过内存分配器（Memory Allocator）来满足进程的内存需求。内存泄漏（Memory Leak）和内存碎片（Memory Fragmentation）等常见问题，以及它们产生的根源和规避方法，也将得到详细的阐述。 第四章：文件系统的奥秘——数据持久化与高效访问 在内存的有限空间之外，持久化存储是数据得以长久保存的关键。本章将带领您探索文件系统的内部运作机制，理解它如何将用户的数据组织成文件和目录，并存储在磁盘等物理介质上。我们将从文件系统的基本概念入手，包括文件、目录、inode、块等，理解它们之间的关系。 我们将深入解析不同类型的文件系统，如FAT、NTFS、ext4等，了解它们在数据结构、文件组织、权限管理、日志记录等方面的设计差异。磁盘调度算法，如FCFS、SSTF（Shortest Seek Time First）、SCAN、C-SCAN等，将是提升磁盘I/O性能的重点，我们将分析它们如何优化磁盘臂的移动，减少寻道时间。 文件的元数据管理，包括文件的属性、访问时间、权限等，以及它们是如何被存储和检索的，也将得到细致的讲解。最后，我们将探讨文件系统的安全性，包括访问控制列表（ACL）、加密等机制，确保用户数据的隐私和安全。 第五章：并发与同步——协奏曲中的和谐与冲突 当多个进程或线程同时运行时，就如同一个交响乐团中的多个乐手，需要精确的协调才能奏出和谐的乐章。本章将深入探讨并发（Concurrency）与并行（Parallelism）的区别，以及在多核处理器时代，它们如何为应用程序带来巨大的性能提升。 然而，并发也带来了新的挑战——竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）。我们将详细解析这些问题产生的根源，并通过互斥锁、信号量、条件变量、监视器（Monitor）等同步原语，学习如何有效地保护共享资源，避免数据不一致。 死锁的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待）将被一一剖析，并学习死锁的预防、检测与解除策略。经典的生产者-消费者问题、读者-写者问题等并发场景，将作为实践案例，帮助您更好地理解和运用同步机制。 第六章：设备驱动与系统调用——沟通的语言与接口 设备驱动程序是操作系统与硬件设备沟通的“翻译官”。本章将深入理解设备驱动程序的角色，以及它们如何将用户程序的通用请求，转化为特定硬件能够理解的指令。我们将探讨不同类型的设备驱动，如字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动等，以及它们与硬件交互的模式。 系统调用（System Call）是用户程序与内核进行交互的唯一途径。我们将详细解析系统调用的工作流程，包括陷入（Trap）和返回（Return）的过程，理解它们如何实现用户空间与内核空间的切换，以及如何保护内核的安全。我们还会介绍一些常用的系统调用，如`fork()`、`exec()`、`read()`、`write()`、`open()`、`close()`等，并分析它们在实际应用中的作用。 第七章：网络通信——连接世界的脉络 在日益互联的世界里，操作系统如何处理网络通信，是衡量其能力的重要标准。本章将带领您走进网络协议栈的深层世界。我们将从TCP/IP协议族的基本概念入手，理解IP（Internet Protocol）如何实现数据包的寻址与路由，以及TCP（Transmission Control Protocol）如何提供可靠的、面向连接的数据传输。 我们将深入解析TCP的连接建立（三次握手）与断开（四次挥合）过程，理解滑动窗口、拥塞控制等机制如何保证传输的效率和可靠性。UDP（User Datagram Protocol）作为无连接的协议，又在何时发挥其优势？套接字（Socket）作为网络通信的抽象接口，是如何工作的？我们将通过讲解Socket API，帮助您理解如何在应用程序中实现网络通信。 第八章：进程间通信（IPC）——协作的艺术 当独立的进程需要共享信息或协同工作时，进程间通信（IPC）就显得尤为重要。本章将为您梳理各种IPC机制，从简单的管道（Pipe）、消息队列（Message Queue），到共享内存（Shared Memory）、套接字（Socket），再到信号（Signal）和内存映射文件（Memory-Mapped Files）。 我们将深入分析每种IPC机制的工作原理，包括它们的数据传递方式、同步机制以及适用场景。通过生动的案例，您将理解如何在不同进程之间高效地传递数据，实现进程间的协同工作，从而构建出更复杂、更强大的分布式系统。 第九章：安全与权限——守护数字世界的堡垒 在信息爆炸的时代，系统的安全与数据的保护变得至关重要。本章将深入探讨操作系统的安全机制，理解它如何保护系统免受恶意攻击和非法访问。我们将从用户认证（Authentication）和授权（Authorization）入手，理解密码、访问控制列表（ACL）、文件权限等基本概念。 我们将解析操作系统如何实现进程隔离，防止恶意进程访问其他进程的数据。我们将了解文件系统的安全特性，包括权限位、所有者、组等，以及它们是如何被操作系统强制执行的。此外，我们将简要介绍一些更高级的安全概念，如加密、防火墙、入侵检测等，为构建更加安全的计算环境提供基础。 结语：理解操作系统，洞察技术本质 《深入理解操作系统原理：从硬件到进程的精妙协奏》并非一本纯粹的技术手册，而是一次对计算机核心的深度探索。通过对CPU、内存、I/O、内核、进程、线程、文件系统、网络通信以及安全等各个维度的细致剖析，您将不再仅仅是技术的“使用者”，而是能够真正“理解”它们是如何协同工作的。 掌握操作系统原理，不仅能帮助您写出更高效、更健壮的程序，更能让您在面对复杂的系统问题时，拥有“拨开迷雾见月明”的洞察力。这本书将为您打开一扇通往计算机底层世界的大门，让您领略那份精妙的设计与严谨的逻辑，并在这个数字时代，成为一个更具深度的技术思考者。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有着几年Java开发经验的开发者，我一直认为对JVM的理解程度直接决定了我的技术瓶颈。我阅读了很多关于Java语言特性的书籍，但总感觉对底层原理的掌握不够扎实。《揭秘Java虚拟机》这个书名深深地吸引了我，我希望它能填补我在这方面的知识空白。我尤其关注JVM的字节码执行过程，希望能看到对JVM指令集更细致的解读，以及解释JVM是如何将Java代码翻译成机器指令并执行的。另外，我对JIT（Just-In-Time）编译技术非常感兴趣，希望书中能够详细介绍JIT编译的原理，包括编译器的优化策略，如逃逸分析、内联等，以及它们如何显著提升Java程序的运行效率。此外，对于JVM的性能监控和调优，我希望能有更深入的探讨，比如如何使用JVisualVM、JMC等工具来监测JVM的各项指标，并根据监测结果进行有针对性的调优。书中如果能包含一些实际的JVM调优案例，能够展示如何通过调整JVM参数来解决常见的性能问题，那就再好不过了，这将极大地提升我的实战能力。

评分☆☆☆☆☆

在我的开发生涯中，经常会遇到各种各样的Java异常，很多时候定位问题的根源都需要深入到JVM层面。《揭秘Java虚拟机》这个书名预示着它将提供一个深入的视角来理解这些问题。我希望书中能够详细解释JVM是如何处理和抛出各种异常的，包括运行时异常、编译时异常以及Error。我期待书中能够深入探讨JVM的错误处理机制，以及它在发生严重错误时是如何进行堆栈信息的捕获和记录的。对于堆栈溢出（StackOverflowError）和堆内存溢出（OutOfMemoryError），我希望能看到它们产生的根本原因，以及如何通过分析JVM的日志和线程Dump来诊断和解决这类问题。另外，我希望书中能够介绍一些JVM的高级特性，比如类加载器的委托模型、自定义类加载器的实现，以及它们在实现热部署、插件化等场景中的应用。最后，如果书中能包含一些关于JVM安全性的讨论，比如代码签名、沙箱机制等，那就更全面了，这将有助于我构建更安全的Java应用程序。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚接触到Java的并发编程，并深刻体会到了多线程带来的复杂性，尤其是在线程安全和性能优化方面。我一直在寻找一本能够深入讲解Java内存模型（JMM）以及JVM如何支持高并发的书籍。我看到《揭秘Java虚拟机》的介绍，它承诺要揭开JVM的神秘面纱，这让我对接下来的内容充满了期待。我希望这本书能够系统地阐述JMM的happens-before原则，以及它如何保证多线程环境下的数据可见性和原子性。我期待书中能够有详细的示例来解释锁的机制，包括`synchronized`关键字的内部实现原理，以及`ReentrantLock`等更底层的锁是如何工作的，它们在性能和使用场景上有什么区别。此外，对于线程池的设计和管理，我希望能有深入的剖析，理解`ThreadPoolExecutor`的各个参数含义，以及如何根据不同的业务场景来配置线程池以达到最佳的性能和资源利用率。最后，关于JVM的线程Dump分析，我也希望能学习到如何通过分析线程Dump来定位死锁、线程阻塞等并发问题，这对我日常的开发调试非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，深邃的蓝色背景搭配着银色的字体，仿佛预示着一场关于Java虚拟机深层奥秘的探索之旅。我一直对Java的底层运作机制充满好奇，尤其是JVM这个核心组件，它如何管理内存、如何执行字节码、如何进行垃圾回收等等，这些问题常常在我学习和开发过程中萦绕。我希望这本书能够像一个经验丰富的向导，带领我穿越JVM的迷宫，揭开那些晦涩难懂的概念，让我能够从根本上理解Java程序的运行原理。例如，关于类加载机制，我希望能看到清晰的图示和深入的解析，了解加载、链接（验证、准备、解析）和初始化的每一个环节是如何进行的，以及它们之间的相互关系。我期待书中能够详细阐述JVM的内存模型，包括堆、栈、方法区等各个区域的功能和划分，以及它们在对象创建、变量存储、方法调用时的具体表现。特别是垃圾回收部分，我希望能够深入了解不同的回收算法（如Serial、Parallel、CMS、G1）的原理、优缺点以及适用场景，甚至能够看到一些JVM调优的实战案例，让我能够根据实际情况选择合适的回收策略，从而提升程序的性能和稳定性。

评分☆☆☆☆☆

我一直对Java的生态系统感到着迷，而JVM无疑是这个生态的核心。我希望能有一本书，能够从更宏观的视角，将JVM的各个组成部分有机地联系起来，让我能够建立起一个完整的知识体系。《揭秘Java虚拟机》的定位似乎正是我所需要的。我期待书中能够详细介绍JVM的体系结构，包括它的各个子系统，如执行引擎、内存管理、垃圾收集器等，并解释它们之间的协作关系。对于对象在内存中的生命周期，从创建到被垃圾回收，我希望能有非常清晰的解释，包括对象的内存布局、引用类型以及弱引用、软引用等特殊引用机制的作用。此外，我对JVM的类文件格式（`.class`文件）的结构很感兴趣，希望能有详细的解析，了解魔数、版本号、常量池、字段、方法等各个部分的含义，以及它们是如何被JVM加载和解析的。我希望这本书能够为我构建一个扎实的JVM基础，让我能够更好地理解Java语言的设计理念，以及如何写出更高效、更健壮的Java程序。