深入理解-JVM&G1 GC pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周明耀 著

图书标签:

• JVM
• G1GC
• 垃圾回收
• 性能调优
• Java
• 虚拟机
• 内存管理
• 并发
• HotSpot
• 底层原理

店铺： 吴城新华书店图书音像专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121314681

商品编码：21658324431

包装：平装-胶订

开本：128

出版时间：2017-06-01

内容介绍
　　G1GC提出了不确定性Region，每个空闲Region不是为某个固定年代准备的，它是灵活的，需求驱动的，所以G1GC代表了XJ性。 　　《深入理解JVM＆G1GC》主要为学习Java语言的学生、初级程序员提供GC的使用参考建议及经验，着重介绍了G1GC。中国的软件开发行业已经有几十年了，从目前的行业发展来看，单纯的软件公司很难有发展，目前流行的云计算、物联网企业实际上是综合性IT技术的整合，这J需要有综合能力的程序员。《深入理解JVM＆G1GC》作者力求做到知识的综合传播，而不是仅仅针对Java虚拟机和GC调优进行讲解，也力求每一章节都有实际的案例支撑。《深入理解JVM＆G1GC》具体包括以下几方面：JVM基础知识、GC基础知识、G1GC的深入介绍、G1GC调优建议、JDK自带工具使用介绍等。 　　通读《深入理解JVM＆G1GC》后，读者可以深入了解G1GC性能调优的许多主题及相关的综合性知识。读者也可以把《深入理解JVM＆G1GC》作为参考，对于感兴趣的主题，直接跳到相应章节寻找答案。

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　　★《深入理解JVM ＆ G1 GC》不仅有技术实践，还有设计原理和目标

　　★让你深入掌握GC，积累更多技术与经验，

　　★更好地提升产品性能

 
目录
目　　录 序 VII 前言 IX D1章　JVM ＆ GC基础知识 1 1.1　引言 2 1.2　基本术语 3 1.2.1　Java相关术语 4 1.2.2　JVM/GC通用术语 24 1.2.3　G1涉及术语 56 1.3　本章小结 62 D2章　JVM ＆ GC深入知识 63 2.1　Java虚拟机内存模型 64 2.1.1　程序计数器 65目　　录

序 VII
前言 IX
D1章　JVM ＆ GC基础知识 1
1.1　引言 2
1.2　基本术语 3
1.2.1　Java相关术语 4
1.2.2　JVM/GC通用术语 24
1.2.3　G1涉及术语 56
1.3　本章小结 62
D2章　JVM ＆ GC深入知识 63
2.1　Java虚拟机内存模型 64
2.1.1　程序计数器 65
2.1.2　虚拟机栈 66
2.1.3　本地方法栈 72
2.1.4　Java堆 73
2.1.5　方法区 79
2.2　垃圾收集算法 82
2.2.1　引用计数法 82
2.2.2　根搜索算法 83
2.2.3　标记-清除算法（Mark-Sweep） 85
2.2.4　复制算法（Copying） 87
2.2.5　标记-压缩算法（Mark-Compact） 89
2.2.6　增量算法（Incremental Collecting） 90
2.2.7　分代收集算法（Generational Collecting） 91
2.3　Garbage Collection 92
2.3.1　GC概念 92
2.3.2　垃圾收集器分类 93
2.3.3　Serial收集器 94
2.3.4　ParNew收集器 96
2.3.5　Parallel收集器 99
2.3.6　CMS收集器 102
2.3.7　Garbage First（G1）GC 106
2.4　常见问题解析 112
2.4.1　jmap -heap或-histo不能用 112
2.4.2　YGC越来越慢 112
2.4.3　JavaYJ代去哪儿了 114
2.5　本章小结 116
D3章　G1 GC应用示例 117
3.1　范例程序 118
3.2　选项解释及应用 124
3.3　本章小结 166
D4章　深入G1 GC 167
4.1　G1 GC概念简述 168
4.1.1　背景知识 168
4.1.2　G1的垃圾回收机制 169
4.1.3　G1的区间设计灵感 169
4.2　G1 GC分代管理 172
4.2.1　年轻代 172
4.2.2　年轻代回收暂停 173
4.2.3　大对象区间 174
4.2.4　混合回收暂停 176
4.2.5　回收集合及其重要性 178
4.2.6　RSet及其重要性 178
4.2.7　并行标记循环 182
4.2.8　评估失败和WQ回收 186
4.3　G1 GC使用场景 186
4.4　G1 GC论文原文翻译（部分） 187
4.4.1　开题 187
4.4.2　数据结构/机制 188
4.4.3　未来展望 190
4.5　本章小结 191
D5章　G1 GC性能优化方案 192
5.1　G1的年轻代回收 193
5.2　年轻代优化 203
5.3　并行标记阶段优化 205
5.4　混合回收阶段 207
5.4.1　初步介绍 207
5.4.2　深入介绍 208
5.5　如何避免出现GC失败 210
5.6　引用处理 211
5.6.1　观察引用处理 212
5.6.2　引用处理优化 213
5.7　本章小结 214
D6章　JVM诊断工具使用介绍 215
6.1　SA基础介绍 216
6.2　SA工具使用实践 217
6.2.1　如何启动SA 217
6.2.2　SA原理及使用介绍 222
6.3　其他工具介绍 231
6.3.1　GCHisto 231
6.3.2　JConsole 232
6.3.3　VisualVM 236
6.4　本章小结 238 显示全部信息

在线试读
　　2.2.1　引用计数法 　　引用计数法（Reference Counting）在GC执行垃圾回收之前，1先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为已经死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。 　　引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器J加1，D引用失效时，引用计数器J减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象AJ不可能再被使用。也J是说，引用计数器的实现只需要为每个对象配置一个整形的计数器即可。引用计数器算法的一大优势J是不用等待内存不够用的时候，才进行垃圾的回收，WQ可以在赋值操作的同时检查计数器是否为0，如果是的话J可以立即回收。 　　但是引用计数器有一个严重的问题，即无法处理循环引用的情况。一个简单的循环引用问题的描述如下：有对象A和对象B，对象A中含有对象B的引用，对象B中含有对象A的引用。此时，对象A和对象B的引用计数器都不为0，但是在系统中却不存在任何D3个对象引用了A或B。也J是说，A和B是应该被回收的垃圾对象，但由于垃圾对象间相互引用，从而使垃圾回收器无法识别，引起内存泄漏。 　　如图2-6所示，构造了一个列表，将Z后一个元素的next属性指向D一个元素，即引用D一个元素，从而构成循环引用。这个时候如果将列表的头head赋值为null，此时列表的各个元素的计数器都不为0，同时也失去了对列表的引用控制，从而导致列表元素不能被回收。 　　引用计数器拥有一些特性，1先它需要单D的字段存储计数器，这样的做法增加了存储空间的开销。其次，每次赋值都需要更新计数器，这增加了时间开销。再者，垃圾对象便于辨识，只要计数器为0，J可作为垃圾回收。接下来它能方便及时地回收垃圾，没有延迟性。Z后不能解决循环引用的问题。正是由于Z后一条致命缺陷，导致在Java的垃圾回收器中没有使用这类算法。

　　2.2.1　引用计数法

 

　　引用计数法（Reference Counting）在GC执行垃圾回收之前，1先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为已经死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。

 

　　引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器J加1，D引用失效时，引用计数器J减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象AJ不可能再被使用。也J是说，引用计数器的实现只需要为每个对象配置一个整形的计数器即可。引用计数器算法的一大优势J是不用等待内存不够用的时候，才进行垃圾的回收，WQ可以在赋值操作的同时检查计数器是否为0，如果是的话J可以立即回收。

 

　　但是引用计数器有一个严重的问题，即无法处理循环引用的情况。一个简单的循环引用问题的描述如下：有对象A和对象B，对象A中含有对象B的引用，对象B中含有对象A的引用。此时，对象A和对象B的引用计数器都不为0，但是在系统中却不存在任何D3个对象引用了A或B。也J是说，A和B是应该被回收的垃圾对象，但由于垃圾对象间相互引用，从而使垃圾回收器无法识别，引起内存泄漏。

 

　　如图2-6所示，构造了一个列表，将Z后一个元素的next属性指向D一个元素，即引用D一个元素，从而构成循环引用。这个时候如果将列表的头head赋值为null，此时列表的各个元素的计数器都不为0，同时也失去了对列表的引用控制，从而导致列表元素不能被回收。

 

　　引用计数器拥有一些特性，1先它需要单D的字段存储计数器，这样的做法增加了存储空间的开销。其次，每次赋值都需要更新计数器，这增加了时间开销。再者，垃圾对象便于辨识，只要计数器为0，J可作为垃圾回收。接下来它能方便及时地回收垃圾，没有延迟性。Z后不能解决循环引用的问题。正是由于Z后一条致命缺陷，导致在Java的垃圾回收器中没有使用这类算法。

 

　　2.2.2　根搜索算法

 

　　HotSpot和大部分JVM都是使用根搜索算法作为垃圾标记的算法实现。前面介绍过的引用计数算法尽管实现简单，执行效率也不错，但是该算法本身却存在一个较大的弊端，甚至会影响到垃圾标记的准确性。由于引用计数算法会为程序中的每一个对象都创建一个私有的引用计数器，D目标对象被其他存活对象引用时，引用计数器中的值则会加1，不再引用时便会减1，D引用计数器中的值为0的时候，J意味着该对象已经不再被任何存活对象引用，可以被标记为垃圾对象。采用这种方式看起来似乎没有任何问题，但是如果一些明显已经死亡了的对象尽管没有被任何的存活对象引用，但是它们彼此之间却存在相互引用时，引用计数器中的值则永远不会为0，这样便会导致GC在执行内存回收时永远无法释放掉这种无用对象所占用的内存空间，J有可能引发内存泄漏。

 

　　相对于引用计数算法而言，根搜索算法不仅同样具备实现简单和执行高效等特点，更重要的是该算法可以有效地解决在引用计数算法中一些已经死亡的对象因相互引用而导致的无法正确被标记的问题，防止内存泄漏的发生。简单来说，根搜索算法是以根对象集合为起始点，按照从上至下的方式搜索被根对象集合所连接的目标对象是否可达（使用根搜索算法后，内存中的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着），如果目标对象不可达，J意味着该对象已经死亡，便可以在instanceOopDesc[ HotSpot在C 代码中用instanceOopDesc类来表示Java对象，而该类继承oopDesc，所以HotSpot中的Java对象也自然拥有oopDesc所声明的头部。]的Mark World中将其标记为垃圾对象。在根搜索算法中，只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象。在HotSpot中，根对象集合中包含了5个元素，Java栈内的对象引用、本地方法栈内的对象引用、运行时常量池中的对象引用、方法区中类静态属性的对象引用以及与一个类对应的W一数据类型的Class对象。

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《 JVM 内部机制与垃圾回收策略深度解析 》 书籍简介 本书是一部面向 JVM 开发者、性能调优专家以及对 Java 虚拟机底层运行原理充满好奇的资深技术人员的鸿篇巨著。它并非简单地罗列 JVM 的各种配置参数或 GC 算法的表面行为，而是深入到 JVM 的核心架构，剖析其内存模型、指令集、即时编译 (JIT) 技术，并对当前业界主流的垃圾回收器——G1 GC 的实现细节进行抽丝剥茧般的讲解。本书旨在帮助读者建立起对 JVM 运作机制的全面、深入且精准的理解，从而能够自信地诊断和解决复杂的 JVM 性能问题，编写出更加高效、健壮的 Java 应用程序。 第一部分：JVM 核心架构与内存模型 在展开深入的讨论之前，本书首先将读者引入 JVM 的世界。我们不会停留于“JVM 是一台虚拟机”这样泛泛的介绍，而是从其最基础的组成部分讲起。 JVM 体系结构概览： 本章将绘制出一幅 JVM 的全景图，介绍其两大核心组件：Java HotSpot VM 运行时环境和 Java API。我们会深入探讨运行时环境下的各个子系统，包括类加载器子系统、运行时数据区（内存区域）以及执行引擎。理解这些子系统的相互关系是后续深入学习的基础。 类加载器子系统： Java 的动态性很大程度上依赖于其类加载机制。本章将详述类加载器的“三大器”：启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。我们会剖析类加载的双亲委派模型，解释其在防止重复加载和保证类的一致性方面的重要作用。通过源码级的分析，揭示自定义类加载器在特殊场景下的应用，例如热部署、插件化架构等。 运行时数据区（内存区域）： 这是 JVM 内存管理的基石。本章将对 Java 虚拟机所管辖的内存区域进行细致划分和深入分析： 程序计数器 (PC Register)： 讲解其在多线程环境下的作用，以及它为何是唯一一个不会发生 `OutOfMemoryError` 的区域。 虚拟机栈 (JVM Stacks)： 详细介绍栈帧的组成（局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息、帧数据），以及 `StackOverflowError` 和 `OutOfMemoryError`（栈溢出）的根本原因。 本地方法栈 (Native Method Stacks)： 阐述其与虚拟机栈的异同，以及在调用 native 方法时的作用。 方法区 (Method Area)： 重点讲解其存储的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。我们会深入探讨在 Java 8 之后，方法区的实现如何从永久代 (`PermGen`) 迁移到元空间 (`Metaspace`)，以及元空间的内存管理机制和相关的溢出错误 (`OutOfMemoryError: Metaspace`)。 堆 (Heap)： 作为 Java 虚拟机管理内存中最大的一块区域，堆的分析至关重要。本章将深入讲解堆的年轻代（Eden 区、Survivor 区 S0、S1）和老年代的划分，以及它们在对象生命周期中的作用。我们会详细阐述对象如何在这些区域之间迁移，以及 GC 垃圾回收的主要目标区域。 堆内存溢出 (`OutOfMemoryError: Java heap space`) 的根本原因分析： 结合内存区域的划分，本章将专门针对堆内存溢出这一最常见的 JVM 错误进行深度剖析。我们将通过详细的案例分析，讲解导致堆溢出的典型场景，如内存泄漏、大对象、集合类不释放引用等，并提供定位和解决这些问题的系统性方法。 第二部分：Java 虚拟机执行引擎与即时编译 (JIT) 理解了 JVM 的内存模型，接下来我们将目光转向 Java 代码是如何被执行的。 程序计数器与字节码执行引擎： 本章将衔接上文的程序计数器，重点讲解字节码解释器的工作原理。我们会分析字节码指令的结构，以及解释器如何逐条解析并执行这些指令。 即时编译 (JIT) 技术： Java 的高性能离不开 JIT 编译。本章将深入剖析 JIT 编译器的作用，解释它为何能够将解释执行的字节码转化为本地机器码，从而显著提升程序运行速度。我们会详细介绍 JVM 中的两种主要 JIT 编译器：C1（客户端编译器）和 C2（服务器编译器），并讲解它们各自的优化策略和适用场景。 编译触发条件与热点代码分析： JIT 编译器并非对所有代码都进行编译，而是针对“热点代码”进行优化。本章将阐述 JVM 是如何识别热点代码的，例如方法调用计数和回边计数。我们会讲解这些计数器的阈值，以及如何在实际运行中观察和调整它们。 JIT 编译器的高级优化技术： 为了进一步提升代码性能，JIT 编译器会运用一系列高级优化手段。本章将详细介绍这些优化技术，包括： 方法内联 (Inlining)： 解释为何方法内联能够消除方法调用的开销。 逃逸分析 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区域： 仅用于 32 位 JVM。 G1 GC 的垃圾回收过程（Garbage Collection Cycle）： 这是本书的重中之重。我们将按照 G1 GC 的实际执行流程，分阶段深入讲解： Young GC (Minor GC)： 触发条件： Eden 区满。 对象复制与年龄增长： 详细阐述对象在 Eden 区、Survivor 区之间的复制过程，以及对象的年龄增长机制，直至达到最大年龄（`MaxTenuringThreshold`）进入老年代。 SATB (Snapshot-At-The-Beginning) 算法： 讲解 Young GC 中如何使用 SATB 算法来追踪对象的存活状态，以及其与标记清除算法的区别。 Concurrent Mark (并发标记)： GC 暂停 (STW) 的引入： 讲解 GC 暂停的必要性。 初始标记 (Initial Mark)： 极短的 STW 阶段，标记与 GC Root 直接关联的对象。 并发标记 (Concurrent Marking)： 解释 G1 如何在应用程序运行的同时，利用多个并发标记线程追踪整个堆中可达对象。 Remark (重新标记)： 另一个 STW 阶段，用于处理并发标记期间产生的“脏对象”（即应用程序修改了引用关系），确保标记的准确性。 Clean (清除)： 标记不再需要的区域，并进行回收。 Mixed GC (混合收集)： 触发条件： 当老年代的对象达到一定阈值，并且 Young GC 的回收效率不足以满足目标暂停时间时，G1 会启动 Mixed GC。 目标区域选择： 讲解 G1 如何根据“晋升阈值”和“回收价值”来选择回收哪些老年代区域，以达到最优的回收效果。 收集过程： 混合了 Young GC 和对部分老年代区域的回收。 G1 GC 的主要优化与调优： 目标暂停时间 (`-XX:MaxGCPauseMillis`)： 解释 G1 如何通过调整每次 GC 的预期暂停时间来动态地调整收集的区域范围和并发标记的线程数。 堆大小 (`-Xms`, `-Xmx`)： 探讨堆大小对 G1 GC 性能的影响。 区域大小 (`-XX:NewRatio`, `-XX:SurvivorRatio` 的失效与 Region 的概念)： 解释 G1 如何自动管理区域大小，以及如何通过 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评分☆☆☆☆☆

作为一名对Java虚拟机和垃圾回收机制一直抱有极大好奇心的开发者，我终于入手了这本《深入理解-JVM&G1 GC》。拿到书的瞬间，就被它厚实的体量和精美的排版所吸引。我一直觉得，要真正掌握Java这门语言，绕不开JVM这个核心，而GC又是JVM中最为复杂且至关重要的一部分。我曾在工作中遇到过性能瓶颈，也曾对GC日志中那些令人费解的参数感到头疼，所以，我期待这本书能像一把钥匙，为我打开JVM和G1 GC的神秘之门，让我不再满足于“知其然”，而是渴望“知其所以然”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有多年Java开发经验的架构师，经常需要处理线上服务的性能问题，并对JVM进行深度优化。在我的职业生涯中，我曾多次遇到过GC导致的性能瓶颈，并且在尝试解决这类问题时，深刻体会到对GC机制缺乏深入理解的局限性。我了解到G1 GC是目前JVM中一种非常主流且高效的垃圾回收器，它在很多场景下都能提供出色的表现。因此，我购买《深入理解-JVM&G1 GC》这本书，主要是希望能够系统地学习G1 GC的内部工作原理、各种调优参数的意义和使用场景，以及如何结合实际的业务场景来对G1 GC进行精细化的配置和调优。我期待这本书能为我提供一套行之有效的GC调优实战经验和理论指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，充满了科技感，很容易让人联想到JVM内部复杂而精密的运作。我是一名Java初学者，对JVM的了解还停留在比较基础的层面，比如堆、栈、方法区这些概念。这次购买这本书，主要目标是想系统地学习JVM的内存模型、类加载机制，以及垃圾回收的基本原理。我对G1 GC的了解更是少之又少，只知道它是一种新的垃圾回收器，性能比CMS有所提升，但具体是如何工作的，有哪些优化策略，我完全不清楚。我希望这本书能用通俗易懂的语言，结合生动的图解，将这些复杂的概念一一剖析，让我能更直观地理解JVM的内部运作，为我今后的Java开发打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我从事Java开发已经有几年了，虽然日常工作中接触JVM和GC，但总觉得自己在性能调优方面缺乏深入的洞察力。尤其是面对那些棘手的GC问题，往往只能凭借经验和一些零散的资料进行“头痛医头，脚痛医脚”的解决。我深知，要想成为一名优秀的Java工程师，必须对JVM的底层原理有深刻的理解，特别是对垃圾回收的各个方面。我希望通过阅读《深入理解-JVM&G1 GC》，能够掌握更系统的GC调优方法论，理解不同GC算法的优劣，并能熟练地运用G1 GC进行性能优化，从而在工作中游刃有余，解决更复杂的技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对JVM有长期学习计划的开发者，我一直在寻找一本能够真正引领我深入理解JVM底层的书籍。《深入理解-JVM&G1 GC》这个书名就深深吸引了我，它明确地指出了学习的目标——JVM的底层运行机制以及G1垃圾回收器。我之前阅读过一些关于JVM的资料，但往往停留在概念层面，对于一些关键的内部实现细节，例如类加载的双亲委派模型、JVM运行时的数据区域划分、各种垃圾回收算法的演进，以及G1 GC是如何在吞吐量和延迟之间取得平衡的，都缺乏系统性的、深入的讲解。我期望这本书能够填补我在这方面的知识空白，提供详实的技术细节和权威的解释。