實戰Java虛擬機——JVM故障診斷與性能最佳化
基本信息
電子工業出版社出版的《實戰Java虛擬機——JVM故障診斷與性能最佳化》，是一本真正讓Java虛擬機的學習人員深入了解JVM的通俗讀物。
實戰java虛擬機封面內容概述
本書將通過200餘示例詳細介紹Java虛擬機中的各種參數配置、故障排查、性能監控以及性能最佳化。
本書共11章。第1~3章介紹了Java虛擬機的定義、總體架構、常用配置參數。第4~5章介紹了垃圾回收的算法和各種垃圾回收器。第6章介紹了虛擬機的性能監控和故障診斷工具。第7章詳細介紹了對Java堆的分析方法和案例。第8章介紹了Java虛擬機對多執行緒，尤其是鎖的支持。第9~10章介紹了虛擬機的核心——Class檔案結構，以及虛擬機中類的裝載系統。第11章介紹了虛擬機的執行系統和位元組碼，並給出了通過ASM框架進行位元組碼注入的案例。
作者簡介
葛一鳴：國家認證系統分析師，獲得OracleOCP認證。長期從事Java軟體開發，對Java程式設計，JVM有一定的研究。對設計模式、人工智慧、神經網路、數據挖掘等技術有濃厚興趣，著有《自己動手寫神經網路》電子書，也開設了線上的《深入淺出JVM》培訓課程，有問題可聯繫作者個人部落格www.uucode.net。
創作背景
隨著越來越多的第三方語言（Groovy、Scala、JRuby等）在Java虛擬機上運行，Java也儼然成為一個充滿活力的生態圈。本書就是在此基礎上寫作而成。
出版信息
電子工業出版社;第1版(2015年3月1日)
目錄
第1章 初探Java虛擬機11.1知根知底：追溯Java的發展歷程2
1.1.1那些依託Java虛擬機的語言大咖們2
1.1.2Java發展史上的里程碑2
1.2跨平台的真相：Java虛擬機來做中介4
1.2.1理解Java虛擬機的原理4
1.2.2看清Java虛擬機的種類5
1.3一切看我的：Java語言規範6
1.3.1詞法的定義6
1.3.2語法的定義7
1.3.3數據類型的定義8
1.3.4Java語言規範總結9
1.4一切聽我的：Java虛擬機規範9
1.5數字編碼就是計算機世界的水和電10
1.5.1整數在Java虛擬機中的表示10
1.5.2浮點數在Java虛擬機中的表示12
1.6拋磚引玉：編譯和調試虛擬機14
1.7小結19
第2章 認識Java虛擬機的基本結構20
2.1謀全局者才能成大器：看穿Java虛擬機的架構20
2.2小參數能解決大問題：學會設定Java虛擬機的參數22
2.3對象去哪兒：辨清Java堆23
2.4函式如何調用：出入Java棧25
2.4.1局部變數表27
2.4.2運算元棧32
2.4.3幀數據區32
2.4.4棧上分配33
2.5類去哪兒了：識別方法區35
2.6小結37
第3章 常用Java虛擬機參數38
3.1一切運行都有跡可循：掌握跟蹤調試參數38
3.1.1跟蹤垃圾回收——讀懂虛擬機日誌39
3.1.2類載入/卸載的跟蹤42
3.1.3系統參數查看44
3.2讓性能飛起來：學習堆的配置參數45
3.2.1最大堆和初始堆的設定45
3.2.2新生代的配置49
3.2.3堆溢出處理52
3.3別讓性能有缺口：了解非堆記憶體的參數配置54
3.3.1方法區配置55
3.3.2棧配置55
3.3.3直接記憶體配置55
3.4Client和Server二選一：虛擬機的工作模式58
3.5小結59
第4章 垃圾回收概念與算法60
4.1記憶體管理清潔工：認識垃圾回收60
4.2清潔工具大PK：討論常用的垃圾回收算法61
4.2.1引用計數法（ReferenceCounting）62
4.2.2標記清除法（Mark-Sweep）63
4.2.3複製算法（Copying）64
4.2.4標記壓縮法（Mark-Compact）66
4.2.5分代算法（GenerationalCollecting）67
4.2.6分區算法（Region）68
4.3誰才是真正的垃圾：判斷可觸及性69
4.3.1對象的復活69
4.3.2引用和可觸及性的強度71
4.3.3軟引用——可被回收的引用72
4.3.4弱引用——發現即回收76
4.3.5虛引用——對象回收跟蹤77
4.4垃圾回收時的停頓現象：Stop-The-World案例實戰79
4.5小結83
第5章 垃圾收集器和記憶體分配84
5.1一心一意一件事：串列回收器85
5.1.1新生代串列回收器85
5.1.2老年代串列回收器86
5.2人多力量大：並行回收器86
5.2.1新生代ParNew回收器87
5.2.2新生代ParallelGC回收器88
5.2.2老年代ParallelOldGC回收器89
5.3一心多用都不落下：CMS回收器90
5.3.1CMS主要工作步驟90
5.3.2CMS主要的設定參數91
5.3.3CMS的日誌分析92
5.3.4有關Class的回收94
5.4未來我做主：G1回收器95
5.4.1G1的記憶體劃分和主要收集過程95
5.4.2G1的新生代GC96
5.4.3G1的並發標記周期97
5.4.4混合回收100
5.4.5必要時的FullGC102
5.4.6G1日誌102
5.4.7G1相關的參數106
5.5回眸：有關對象記憶體分配和回收的一些細節問題107
5.5.1禁用System.gc()107
5.5.2System.gc()使用並發回收107
5.5.3並行GC前額外觸發的新生代GC109
5.5.4對象何時進入老年代110
5.5.5在TLAB上分配對象117
5.5.6方法finalize()對垃圾回收的影響120
5.6溫故又知新：常用的GC參數125
5.7動手才是真英雄：垃圾回收器對Tomcat性能影響的實驗127
5.7.1配置實驗環境127
5.7.2配置進行性能測試的工具JMeter128
5.7.3配置Web套用伺服器Tomcat131
5.7.4實戰案例1——初試串列回收器133
5.7.5實戰案例2——擴大堆以提升系統性能133
5.7.6實戰案例3——調整初始堆大小134
5.7.7實戰案例4——使用ParrellOldGC回收器135
5.7.8實戰案例5——使用較小堆提高GC壓力135
5.7.9實戰案例6——測試ParallelOldGC的表現135
5.7.10實戰案例7——測試ParNew回收器的表現136
5.7.11實戰案例8——測試JDK1.6的表現136
5.7.12實驗9——使用高版本虛擬機提升性能137
5.8小結137
第6章 性能監控工具138
6.1有我更高效：Linux下的性能監控工具139
6.1.1顯示系統整體資源使用情況——top命令139
6.1.2監控記憶體和CPU——vmstat命令140
6.1.3監控IO使用——iostat命令142
6.1.4多功能診斷器——pidstat工具143
6.2用我更高效：Windows下的性能監控工具148
6.2.1任務管理器148
6.2.2perfmon性能監控工具150
6.2.3ProcessExplorer進程管理工具153
6.2.4pslist命令——Windows下也有命令行工具155
6.3外科手術刀：JDK性能監控工具157
6.3.1查看Java進程——jps命令158
6.3.2查看虛擬機運行時信息——jstat命令159
6.3.3查看虛擬機參數——jinfo命令162
6.3.4導出堆到檔案——jmap命令163
6.3.5JDK自帶的堆分析工具——jhat命令165
6.3.6查看執行緒堆疊——jstack命令167
6.3.7遠程主機信息收集——jstatd命令170
6.3.8多功能命令行——jcmd命令172
6.3.9性能統計工具——hprof175
6.3.10擴展jps命令177
6.4我是你的眼：圖形化虛擬機監控工具JConsole178
6.4.1JConsole連線Java程式178
6.4.2Java程式概況179
6.4.3記憶體監控180
6.4.4執行緒監控180
6.4.5類載入情況182
6.4.6虛擬機信息182
6.5一目了然：可視化性能監控工具VisualVM183
6.5.1VisualVM連線應用程式184
6.5.2監控應用程式概況185
6.5.3ThreadDump和分析186
6.5.4性能分析187
6.5.5記憶體快照分析189
6.5.6BTrace介紹190
6.6來自JRockit的禮物：虛擬機診斷工具MissionControl198
6.6.1MBean伺服器198
6.6.2飛機記錄器（FlightRecorder）200
6.7小結203
第7章 分析Java堆204
7.1對症才能下藥：找到記憶體溢出的原因205
7.1.1堆溢出205
7.1.2直接記憶體溢出205
7.1.3過多執行緒導致OOM207
7.1.4永久區溢出209
7.1.5GC效率低下引起的OOM210
7.2無處不在的字元串：String在虛擬機中的實現210
7.2.1String對象的特點210
7.2.2有關String的記憶體泄漏212
7.2.3有關String常量池的位置215
7.3虛擬機也有內窺鏡：使用MAT分析Java堆217
7.3.1初識MAT217
7.3.2淺堆和深堆220
7.3.4例解MAT堆分析221
7.3.5支配樹（DominatorTree）225
7.3.6Tomcat堆溢出分析226
7.4篩選堆對象：MAT對OQL的支持230
7.4.1Select子句230
7.4.2From子句232
7.4.3Where子句234
7.4.4內置對象與方法234
7.5更精彩的查找：VisualVM對OQL的支持239
7.5.1VisualVM的OQL基本語法239
7.5.2內置heap對象240
7.5.3對象函式242
7.5.4集合/統計函式247
7.5.5程式化OQL分析Tomcat堆252
7.6小結255
第8章 鎖與並發256
8.1安全就是鎖存在的理由：鎖的基本概念和實現257
8.1.1理解執行緒安全257
8.1.2對象頭和鎖259
8.2避免殘酷的競爭：鎖在Java虛擬機中的實現和最佳化260
8.2.1偏向鎖260
8.2.2輕量級鎖262
8.2.3鎖膨脹263
8.2.4自旋鎖264
8.2.5鎖消除264
8.3應對殘酷的競爭：鎖在套用層的最佳化思路266
8.3.1減少鎖持有時間266
8.3.2減小鎖粒度267
8.3.3鎖分離269
8.3.4鎖粗化271
8.4無招勝有招：無鎖273
8.4.1理解CAS273
8.4.2原子操作274
8.4.3新寵兒LongAddr277
8.5將隨機變為可控：理解Java記憶體模型280
8.5.1原子性280
8.5.2有序性282
8.5.3可見性284
8.5.4Happens-Before原則286
8.6小結286
第9章 Class檔案結構287
9.1不僅跨平台，還能跨語言：語言無關性287
9.2虛擬機的基石：Class檔案289
9.2.1Class檔案的標誌——魔數290
9.2.2Class檔案的版本292
9.2.3存放所有常數——常量池293
9.2.4Class的訪問標記（AccessFlag）300
9.2.5當前類、父類和接口301
9.2.6Class檔案的欄位302
9.2.7Class檔案的方法基本結構304
9.2.8方法的執行主體——Code屬性306
9.2.9記錄行號——LineNumberTable屬性307
9.2.10保存局部變數和參數——LocalVariableTable屬性308
9.2.11加快位元組碼校驗——StackMapTable屬性308
9.2.12Code屬性總結313
9.2.13拋出異常——Exceptions屬性314
9.2.14用實例分析Class的方法結構315
9.2.15我來自哪裡——SourceFile屬性318
9.2.16強大的動態調用——BootstrapMethods屬性319
9.2.17內部類——InnerClasses屬性320
9.2.18將要廢棄的通知——Deprecated屬性321
9.2.19Class檔案總結322
9.3操作位元組碼：走進ASM322
9.3.1ASM體系結構322
9.3.2ASM之HelloWorld324
9.4小結325
第10章 Class裝載系統326
10.1來去都有序：看懂Class檔案的裝載流程326
10.1.1類裝載的條件327
10.1.2載入類330
10.1.3驗證類332
10.1.4準備333
10.1.5解析類334
10.1.6初始化336
10.2一切Class從這裡開始：掌握ClassLoader340
10.2.1認識ClassLoader，看懂類載入341
10.2.2ClassLoader的分類341
10.2.3ClassLoader的雙親委託模式343
10.2.4雙親委託模式的弊端347
10.2.5雙親委託模式的補充348
10.2.6突破雙親模式350
10.2.7熱替換的實現353
10.3小結357
第11章 位元組碼執行358
11.1代碼如何執行：位元組碼執行案例359
11.2執行的基礎：Java虛擬機常用指令介紹369
11.2.1常量入棧指令369
11.2.2局部變數壓棧指令370
11.2.3出棧裝入局部變數表指令371
11.2.4通用型操作372
11.2.5類型轉換指令373
11.2.6運算指令375
11.2.7對象/數組操作指令377
11.2.8比較控制指令379
11.2.9函式調用與返回指令386
11.2.10同步控制389
11.2.11再看Class的方法結構391
11.3更上一層樓：再看ASM393
11.3.1為類增加安全控制393
11.3.2統計函式執行時間396
11.4誰說Java太刻板：JavaAgent運行時修改類399
11.4.1使用-javaagent參數啟動Java虛擬機400
11.4.2使用JavaAgent為函式增加計時功能402
11.4.3動態重轉換類404
11.4.4有關JavaAgent的總結407
11.5與時俱進：動態函式調用407
11.5.1方法句柄使用實例407
11.5.2調用點使用實例411
11.5.3反射和方法句柄412
11.5.4指令invokedynamic使用實例414
11.6跑得再快點：靜態編譯最佳化418
11.6.1編譯時計算419
11.6.2變數字元串的連線421
11.6.3基於常量的條件語句裁剪422
11.6.4switch語句的最佳化423
11.7提高虛擬機的執行效率：JIT及其相關參數424
11.7.1開啟JIT編譯425
11.7.2JIT編譯閾值426
11.7.3多級編譯器427
11.7.4OSR棧上替換430
11.7.5方法內聯431
11.7.6設定代碼快取大小432
11.8小結436
