程序員開發進階加薪利器:最新版的深入理解JVM底層和源碼PDF

隨着互聯網的發展,高併發高可用、快速響應成爲軟件的必須,而JVM與這些有着密切關聯。之前JVM系列好多都是一些由於STW影響到快速響應問題,忽然網站慢一下(抖動下)等問題,下面談談最近通過JVM排查到的高併發高可用問題。(在高可用高併發下面問題原因可能會很多,比如cpu異常高、磁盤IO高、SWAP空間等,有可能很多問題都是綜合性的問題)。

而且我們在盡情享受Java虛擬機帶來好處的同時,還應該去了解和思考“這些技術特性是如何實現的”,去了解最底層的原理。只有熟悉JVM,你才能在遇到OutOfMemory等異常時,不會束手無策,不會一臉懵逼的上網找解決辦法,最後就算改了幾個啓動參數解決了問題,也還是雲裏霧裏。

其實,“爲什麼學Java虛擬機”這個問題,就和“爲什麼要學習數據結構和算法”是一個道理:工欲善其事,必先利其器。可以說,Java虛擬機就是每一位Java工程師進階加薪的利器,你想往上升,你想深入技術,不想一直停留在簡單開發,或者你在做Java性能分析、調優工作時,那麼,Java虛擬機絕對是一把助力的利劍。

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以下共分爲五個部分:

  • 走近Java
  • 自動內存管理
  • 虛擬機執行子系統
  • 程序編譯
  • 代碼優化、高效併發

第一部分

第一部分爲後文的研究和講解建立 了良好的基礎。雖然瞭解Java技術的來龍去脈,以及編譯自己的OpenJDK對於讀者理解Java虛擬機並不是必須的,但是這些準備過程可以爲走近Java技術和Java虛擬機提供良好的引導。

第1章 走近Java

介紹了Java技術體系過去、現在的情況以及未來的發展趨勢,並在實踐中介紹瞭如何自己編譯一個OpenJDK 12。

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第二部分 自動內存管理

因爲程序員把控制內存的權力交給了Java虛擬機,所以可以在編碼的時候享受自動內存管理的諸多優勢,不過也正因爲這個原因,一旦出現內存 泄漏和溢出方面的問題,如果不瞭解虛擬機是怎樣使用內存的,那排查錯誤將會成爲一項異常艱難的工作。

第2章 Java內存區域與內存溢出異常

介紹了虛擬機中內存是如何劃分的,哪部分區域、什麼樣的代碼和操作可能導致內存溢出異常,並講解了各個區域出現內存溢出異常的常見原因。

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第3章 垃圾收集器與內存分配策略

介紹了垃圾收集的算法和HotSpot虛擬機中提供的幾款垃圾收集器的特點及運作原理。通過代碼實例驗證了Java虛擬機中自動內存分配及回收的主要規則。

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第4章 虛擬機性能監控、故障處理工具

介紹了隨JDK發佈的基礎命令行工具與可視化的故障處理工具的使用方法。

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第5章 調優案例分析與實戰

分享了幾個比較有代表性的實際案例,還準備了-給所有開發人員都能"親身實戰”的練習,希望讀者能通過實踐來獲得故障處理和調優的經驗。

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第三部分 虛擬機執行子系統

執行子系統是虛擬機中必不可少的組成部分,瞭解了虛擬機如何執行程序,才能更好地理解怎樣才能寫出優秀的代碼。

第6章 類文件結構

講解了Class文件結構中的各個組成部分,以及每個部分的定義、數據結構和使用方法,以實戰的方式演示了Class的數據是如何存儲和訪問的。

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第7章 虛擬機類加載機制

介紹了類加載過程的“加載”"驗證” “準備” “解析” 和"初始化"五個階段中虛擬機分別進行了哪些動作,還介紹了類加載器的工作原理及其對虛擬機的意義。

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第8章 虛擬機字節碼執行引擎

分析了虛擬機在執行代碼時,如何找到正確的方法、如何執行方法內的字節碼,以及執行代碼時涉及的內存結構。

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第9章 類加載及執行子系統的案例與實戰

通過幾個類加載及執行子系統的案例, 介紹了使用類加載器和處理器解碼的一些值得欣賞和借鑑的思路,並通過一個實戰練習加深讀者對前面理論知識的理解。

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第四部分 程序編譯與代碼優化

Java程序從源碼編譯成字節碼,再從字節碼編譯成本地機器碼的這兩個過程,從整體來看其實等同於一一個傳統編譯器所執行的編譯前端、後端過程。

第10章 前端編譯與優化

分析了Java語言中泛型、 主動裝箱拆箱、條件編譯等多種語法糖的前因後果,並實戰練習瞭如何使用插入式註解處理器來完成一個檢查程序命名規範的編譯器插件。

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第11章 後端編譯與優化

講解了虛擬機的熱點探測方法、HotSpot的即時編譯器、 編譯觸發條件,以及如何從虛擬機外部觀察和分析即時編譯的數據和結果,還選擇了幾種常見的編譯器優化技術進行講解。

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第五部分 高效併發

Java語言和虛擬機提供了原生的、完善的多線程支持,使得它天生就適合開發多線程併發的應用程序。不過我們不能期望系統來完成所有與併發相關的處理,瞭解併發的內幕也是成爲一位高級程序員不可缺少的課程。

第12章 Java內存模型與線程

講解了 虛擬機Java內存模型的結構及操作,以及原子性、可見性和有序性在Java內存模型中的體現;介紹了先行發生原則的規則及使用,以及線程在Java語言之中是如何實現的;還提前介紹了目前仍然在實驗室狀態的Java協程的相關內容。

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第13章 線程安全與鎖優化

介紹了 線程安全所涉及的概念和分類、同步實現的方式及虛擬機的底層運作原理,並且介紹了虛擬機實現高效併發所做的一系列鎖優化措施。

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