深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第2版） (原创精品系列) Kindle电子书

内容简介

本书第1版两年内印刷近10次，4家网上书店的评论近4?000条，98%以上的评论全部为5星级的好评，是整个Java图书领域公认的经典著作和超级畅销书，繁体版在台湾也十分受欢迎。第2版在第1版的基础上做了很大的改进：根据*的JDK1.7对全书内容进行了全面的升级和补充；增加了大量处理各种常见JVM问题的技巧和*实践；增加了若干与生产环境相结合的实战案例；对第1版中的错误和不足之处的修正；等等。第2版不仅技术更新、内容更丰富，而且实战性更强。 全书共分为五大部分，围绕内存管理、执行子系统、程序编译与优化、高效并发等核心主题对JVM进行了全面而深入的分析，深刻揭示了JVM的工作原理。*部分从宏观的角度介绍了整个Java技术体系、Java和JVM的发展历程、模块化，以及JDK的编译，这对理解本书后面内容有重要帮助。第二部分讲解了JVM的自动内存管理，包括虚拟机内存区域的划分原理以及各种内存溢出异常产生的原因；常见的垃圾收集算法以及垃圾收集器的特点和工作原理；常见虚拟机监控与故障处理工具的原理和使用方法。第三部分分析了虚拟机的执行子系统，包括类文件结构、虚拟机类加载机制、虚拟机字节码执行引擎。第四部分讲解了程序的编译与代码的优化，阐述了泛型、自动装箱拆箱、条件编译等语法糖的原理；讲解了虚拟机的热点探测方法、HotSpot的即时编译器、编译触发条件，以及如何从虚拟机外部观察和分析JIT编译的数据和结果；第五部分探讨了Java实现高效并发的原理，包括JVM内存模型的结构和操作；原子性、可见性和有序性在Java内存模型中的体现；先行发生原则的规则和使用；线程在Java语言中的实现原理；虚拟机实现高效并发所做的一系列锁优化措施。

作者简介

周志明

资深Java技术专家，对JavaEE企业级应用开发、OSGi、Java虚拟机和工作流等都有深入的研究，并在大量的实践中积累了丰富的经验。尤其精通Java虚拟机，撰写了大量与JVM相关的经典文章，被各大技术社区争相转载，是ITeye等技术社区公认的Java虚拟机方面的领袖人物之一。除本书外，还著有经典著作《深入理解OSGi：Equinox原理、应用与最佳实践》，广获读者好评。现任远光软件股份有限公司开发部总经理兼架构师，先后参与过国家电网、南方电网等多个国家级大型ERP项目的平台架构工作，对软件系统架构也有深刻的认识和体会。

媒体评论

在武侠的世界里，无论是至刚至强的《易筋经》，还是阴柔无比的《葵花宝典》，都离不开内功修炼。没有了内功心法，这些武术只是花拳绣腿的拙劣表演而已。软件业是武林江湖的一个翻版，也有着大量的模式、套路、规范等外功，但“外功修行，内功修神”，要想成为“扫地僧”一样的绝世高人，此书是必备的。

——秦小波 资深Java技术专家/著有畅销书《设计模式之禅》

对Java程序员来说，Java虚拟机可以说是既熟悉又神秘，很少Java程序员能够抑制自己探究它的冲动。可惜，分析JVM实现原理的书籍（特别是国内作者出版的）是少之又少。本书的出版可谓Java程序员的福音，作者将自己多年来在Java虚拟机领域的实践经验和研究心得呈现在了这本书中，不仅系统地讲解了Java虚拟机工作机制和底层原理，而且更难能可贵的是与实践很好地结合了起来，具有非常强的实践指导意义，强烈推荐！ ——计文柯 资深Java技术专家/著有畅销书《Spring技术内幕：深入解析Spring架构设计与实现原理》

前　　言

Java是目前用户最多、使用范围最广的软件开发技术之一。Java的技术体系主要由支撑Java程序运行的虚拟机、提供各开发领域接口支持的Java API、Java编程语言及许多第三方Java框架（如Spring、Struts等）构成。在国内，有关Java API、Java语言语法及第三方框架的技术资料和书籍非常丰富，相比之下，有关Java虚拟机的资料却显得异常贫乏。

这种状况在很大程度上是由Java开发技术本身的一个重要优点导致的：在虚拟机层面隐藏了底层技术的复杂性以及机器与操作系统的差异性。运行程序的物理机器的情况千差万别，而Java虚拟机则在千差万别的物理机上建立了统一的运行平台，实现了在任意一台虚拟机上编译的程序都能在任何一台虚拟机上正常运行。这一极大优势使得Java应用的开发比传统C/C++应用的开发更高效和快捷，程序员可以把主要精力集中在具体业务逻辑上，而不是物理硬件的兼容性上。在一般情况下，一个程序员只要了解了必要的Java API、Java语法，以及学习适当的第三方开发框架，就已经基本能满足日常开发的需要了，虚拟机会在用户不知不觉中完成对硬件平台的兼容及对内存等资源的管理工作。因此，了解虚拟机的运作并不是一般开发人员必须掌握的知识。

然而，凡事都具备两面性。随着Java技术的不断发展，它被应用于越来越多的领域之中。其中一些领域，如电力、金融、通信等，对程序的性能、稳定性和可扩展性方面都有极高的要求。程序很可能在10个人同时使用时完全正常，但是在10?000个人同时使用时就会缓慢、死锁，甚至崩溃。毫无疑问，要满足10?000个人同时使用需要更高性能的物理硬件，但是在绝大多数情况下，提升硬件效能无法等比例地提升程序的运作性能和并发能力，甚至可能对程序运作状况完全没有任何改善。这里面有Java虚拟机的原因：为了达到给所有硬件提供一致的虚拟平台的目的，牺牲了一些与硬件相关的性能特性。更重要的是人为原因：如果开发人员不了解虚拟机一些技术特性的运行原理，就无法写出最适合虚拟机运行和自优化的代码。

其实，目前商用的高性能Java虚拟机都提供了相当多的优化特性和调节手段，用于满足应用程序在实际生产环境中对性能和稳定性的要求。如果只是为了入门学习，让程序在自己的机器上正常运行，那么这些特性可以说是可有可无的；如果用于生产开发，尤其是企业级生产开发，就迫切需要开发人员中至少有一部分人对虚拟机的特性及调节方法具有很清晰的认识，所以在Java开发体系中，对架构师、系统调优师、高级程序员等角色的需求一直都非常大。学习虚拟机中各种自动运作特性的原理也成为了Java程序员成长道路上必然会接触到的一课。本书可以使读者以一种相对轻松的方式学习虚拟机的运作原理，对Java程序员的成长也有较大的帮助。

第2版与第1版的区别

JDK 1.7在2011年7月28日正式发布，相对于2006年发布的JDK 1.6，新版的JDK有了许多新的特性和改进。本书的第2版也相应地进行了修改和升级，把讲解的技术平台从JDK 1.6提升至JDK 1.7。例如，增加了对JDK 1.7中最新的G1收集器，以及JDK 1.7中JSR-292 InvokeDynamic（对非Java语言的调用支持）的分析讲解等内容。

在第1版出版后，笔者收到了许多热心读者的反馈意见，部分读者提出OpenJDK开源已久，第1版却很少有直接分析OpenJDK源码的内容，有点“视宝山而不见”的感觉。因此，在本书第2版中，笔者特别加强了对这部分内容的讲解，其中在第1章中就介绍了如何分析、调试OpenJDK源码等。在本书后续章节中，不少关于功能点的讲解都直接使用OpenJDK中的HotSpot源码或者JIT编译器生成的本地代码作为论据。

如何把Java虚拟机原理中许多理论性很强的知识、特性应用于实践开发，是本书贯穿始终的主旨。由于笔者希望在本书第2版中进一步加强知识的实践性，因此增加了许多对处理JVM常见问题技能的讲解，包括如何分析GC日志、如何分析JIT编译器代码优化过程和生成代码等。并且，在第1版的基础上，第2版中进一步增加了若干处理JVM问题的实践案例供读者参考。

本书面向的读者

（1）使用Java技术体系的中、高级开发人员

Java虚拟机作为中、高级开发人员必须修炼的知识，有着较高的学习门槛，本书可作为学习虚拟机的优秀教材。

（2）系统调优师

系统调优师是近几年才兴起的职业，本书中的大量案例、代码和调优实战将会对系统调优师的日常工作有直接的帮助。

（3）系统架构师

保障系统的性能、并发和伸缩等能力是系统架构师的主要职责之一，而这部分与虚拟机的运作密不可分，本书可以作为他们制定应用系统底层框架的参考资料。

如何阅读本书

本书一共分为五个部分：走近Java、自动内存管理机制、虚拟机执行子系统、程序编译与代码优化、高效并发。各部分基本上是互相独立的，没有必然的前后依赖关系，读者可以从任何一个感兴趣的专题开始阅读，但是每个部分中的各个章节间有先后顺序。

本书并没有假设读者在Java领域具备很专业的技术水平，因此在保证逻辑准确的前提下，尽量用通俗的语言和案例讲述虚拟机中与开发的关系最为密切的内容。当然，学习虚拟机技术本身就需要读者有一定的基础，且本书的读者定位是中、高级程序员，因此本书假设读者自己了解一些常用的开发框架、Java API和Java语法等基础知识。