自己动手写Java虚拟机 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　Java虚拟机非常复杂，要想真正理解它的工作原理，*好的方式就是自己动手编写一个！
　　本书是继《深入理解Java虚拟机》之后的又一经典著作，它一方面遵循《Java虚拟机规范》，一方面又独辟蹊径，不仅能让Java虚拟机的学习变得更加简单和有趣，而且能让你对Java虚拟机的原理认识更深入和更深刻！
　　本书摒弃了传统的以解读枯燥的Java虚拟机规范文档和分析繁琐的Java虚拟机源代码的方式来讲解Java虚拟机，取而代之的是，以实践的方式，引导读者如何从零开始构建和实现一个Java虚拟机，整个过程不仅能让读者做到对Java虚拟机知其然而且知其所以然，还能屏蔽大量不必要的繁琐细节，体会到实现过程中的成就感，让学习过程更加轻松、愉悦和高效。更重要的是，这种方式能引导读者更深入地认识和掌握Java虚拟机的工作原理。

作者简介

　　张秀宏，资深Java服务器开发工程师，有多年的Java开发、游戏服务器开发和架构经验，对Java虚拟机有非常深入的研究。曾在EA、华娱无线等游戏公司担任高级服务器工程师职位，现任乐元素Lead软件工程师。

精彩书评

　　想要了解Java虚拟机的内部运行原理，阅读虚拟机规范、书籍、源码是一种常见的途径，而从零开始自己动手编写一个实验室性质的Java虚拟机，也许会是一种更加有趣且有效的学习路径。如果不考虑Java庞大类库的实现和JVM的实际生产力需求，仅是去“正确地”实现一台Java虚拟机，其实并不如大多数人所想的那样高深和困难——只需正确读取Class文件中每一条字节码指令，并且能正确执行这些指令所蕴含的操作即可。通过本书，您可以跟随作者的思路和指引，一步步完成Java虚拟机的各个组成部分，在动手的过程中了解Java虚拟机的运作原理。
　　—— 周志明 《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与*佳实践》 作者

　　这是国内*一本以实战模式描述JVM原理的书！秀宏对JVM进行了大量研究，在书中深入浅出地分析了class文件的数据结构和JVM的基本原理，并使用Go语言用不到1万行的程序代码就实现了JVM的基本模型，是Java爱好者了解JVM实现原理的一本好书。实战才是*有效的掌握知识的手段，快快动手，实现属于自己的Java虚拟机吧！
　　—— 凌聪　乐元素CTO

　　JVM对大多数的Java开发人员，无论是初出茅庐的菜鸟以及工作多年的老手，可能都还是一个神秘的、高深莫测的黑匣子。本书的出版，使作者通过一个个实践的方式，一步步带领大家饶有趣味地揭开JVM的神秘面纱，*大加深程序员对Java的理解，进而构建更加合理高效的代码。
　　—— 金智伟　钱咸升（北京）网络科技股份公司CTO

目录

前言
第1章　命令行工具 1
1.1　准备工作 1
1.2　java命令 4
1.3　编写命令行工具 5
1.4　测试本章代码 7
1.5　本章小结 8
第2章　搜索class文件 9
2.1　类路径 9
2.2　准备工作 10
2.3　实现类路径 11
2.4　测试本章代码 20
2.5　本章小结 21
第3章　解析class文件 23
3.1　class文件 24
3.2　解析class文件 25
3.3　解析常量池 35
3.4　解析属性表 50
3.5　测试本章代码 61
3.6　本章小结 63
第4章　运行时数据区 65
4.1　运行时数据区概述 66
4.2　数据类型 67
4.3　实现运行时数据区 68
4.4　测试本章代码 81
4.5　本章小结 83
第5章　指令集和解释器 85
5.1　字节码和指令集 86
5.2　指令和指令解码 88
5.2.1　Instruction接口 89
5.2.2　BytecodeReader 91
5.3　常量指令 92
5.3.1　nop指令 92
5.3.2　const系列指令 93
5.3.3　bipush和sipush指令 94
5.4　加载指令 94
5.5　存储指令 95
5.6　栈指令 96
5.6.1　pop和pop2指令 96
5.6.2　dup指令 97
5.6.3　swap指令 98
5.7　数学指令 98
5.7.1　算术指令 98
5.7.2　位移指令 99
5.7.3　布尔运算指令 101
5.7.4　iinc指令 102
5.8　类型转换指令 102
5.9　比较指令 103
5.10　控制指令 108
5.11　扩展指令 111
5.12　解释器 114
5.13　测试本章代码 118
5.14　本章小结 120
第6章　类和对象 121
6.1　方法区 122
6.2　运行时常量池 127
6.3　类加载器 133
6.4　对象、实例变量和类变量 136
6.5　类和字段符号引用解析 141
6.6　类和对象相关指令 144
6.7　测试本章代码 156
6.8　本章小结 160
第7章　方法调用和返回 161
7.1　方法调用概述 161
7.2　解析方法符号引用 163
7.3　方法调用和参数传递 166
7.4　返回指令 169
7.5　方法调用指令 170
7.6　改进解释器 176
7.7　测试方法调用 178
7.8　类初始化 181
7.9　本章小结 185
第8章　数组和字符串 187
8.1　数组概述 187
8.2　数组实现 188
8.3　数组相关指令 191
8.4　测试数组 203
8.5　字符串 204
8.6　测试字符串 207
8.7　本章小结 210
第9章　本地方法调用 211
9.1　注册和查找本地方法 212
9.2　调用本地方法 213
9.3　反射 215
9.4　字符串拼接和String.intern()方法 225
9.5　Object.hashCode()、equals()和toString() 231
9.6　Object.clone() 233
9.7　自动装箱和拆箱 235
9.8　本章小结 238
第10章　异常处理 239
10.1　异常处理概述 239
10.2　异常抛出 240
10.3　异常处理表 241
10.4　实现athrow指令 245
10.5　Java虚拟机栈信息 248
10.6　测试本章代码 251
10.7　本章小结 252
第11章　结束 253
11.1　System类是如何被初始化的 253
11.2　初始化System类 255
11.3　System.out.println()是如何工作的 258
11.4　测试本章代码 260
11.5　总结 260
附录　指令表 263????

精彩书摘

　　想要了解Java虚拟机的内部运行原理，阅读虚拟机规范、书籍、源码是一种常见的途径，而从零开始自己动手编写一个实验室性质的Java虚拟机，也许会是一种更加有趣且有效的学习路径。如果不考虑Java庞大类库的实现和JVM的实际生产力需求，仅是去“正确地”实现一台Java虚拟机，其实并不如大多数人所想的那样高深和困难——只需正确读取Class文件中每一条字节码指令，并且能正确执行这些指令所蕴含的操作即可。通过本书，您可以跟随作者的思路和指引，一步步完成Java虚拟机的各个组成部分，在动手的过程中了解Java虚拟机的运作原理。
　　—— 周志明 《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与*佳实践》 作者

　　这是国内第一本以实战模式描述JVM原理的书！秀宏对JVM进行了大量研究，在书中深入浅出地分析了class文件的数据结构和JVM的基本原理，并使用Go语言用不到1万行的程序代码就实现了JVM的基本模型，是Java爱好者了解JVM实现原理的一本好书。实战才是*有效的掌握知识的手段，快快动手，实现属于自己的Java虚拟机吧！
　　—— 凌聪　乐元素CTO

　　JVM对大多数的Java开发人员，无论是初出茅庐的菜鸟以及工作多年的老手，可能都还是一个神秘的、高深莫测的黑匣子。本书的出版，使作者通过一个个实践的方式，一步步带领大家饶有趣味地揭开JVM的神秘面纱，极大加深程序员对Java的理解，进而构建更加合理高效的代码。
　　—— 金智伟　钱咸升（北京）网络科技股份公司CTO

前言/序言

　　为什么编写本书
　　Java语言于1995年首次公开发布，很快便取得了巨大的成功，成为使用最为广泛的编程语言之一。到现在，Java已经经历了20多个年头。在这期间，无论是Java语言本身还是Java虚拟机技术，都取得了长足的进步。现如今，Java依然长期占据TIOBE网站的编程语言排行榜首。最近更是被TIOBE选为2015年度编程语言，风采可谓不减当年。
　　众所周知，Java早已不仅仅是一个单纯的语言，而是一个开放的平台。活跃在这个平台之上的编程语言除了Java之外，还有Groovy、Scala、Clojure、Jython和JRuby等。Java虚拟机则是支持这个平台的基石。
　　市面上教授Java语言的书籍种类繁多，相比之下，介绍Java虚拟机的书籍却是凤毛麟角。这足以说明Java作为一门高级语言是多么成功（让程序员远离底层），但并不代表Java虚拟机技术不重要。恰恰相反，当Java语言掌握到一定程度时，Java虚拟机原理自然就会成为必须越过的一道鸿沟。
　　近几年，国内涌现出了一些讨论Java虚拟机技术的优秀书籍，这些书籍主要以分析OpenJDK或Oracle JDK为主。本书另辟蹊径，带领读者自己动手从零开始用Go语言编写Java虚拟机。这样做好处颇多，弥补了OpenJDK等虚拟机的不足。
　　首先，OpenJDK等虚拟机实现非常复杂。对于初学者而言，很容易陷入代码的海洋和不必要的细节之中。其次，OpenJDK等虚拟机大多用C++语言编写。C++语言非常复杂，理解起来难度很大。最后，单纯阅读代码比较乏味，缺少乐趣，而脱离代码又很难透彻讨论技术。通过自己动手编写代码，很好地避免了上述问题。看着自己实现的Java虚拟机功能逐渐增强，看到可以运行的Java程序越来越复杂，成就感非常强。总之，通过实践的方式，相信读者可以更深刻地领悟Java虚拟机的工作原理。
　　Go是Google公司于2012年推出的系统编程语言。从到硬件的距离来看，Go语言介于C和Java之间。Go的语法和C类似，但更加简洁，因此很容易学习。Go语言内置了丰富的基本数据类型，并且支持结构体，所以很适合用来实现Java虚拟机。Go支持指针，但并不支持指针运算，因此用Go编写的代码要比C代码更加安全。此外，Go还支持垃圾回收和接口等Java类语言中才有的功能，大大降低了实现Java虚拟机的难度。
　　以上是本书采用Go语言编写Java虚拟机的原因，希望读者在学习本书的过程中，可以喜欢上Go这门还很年轻的语言。
　　本书主要内容
　　全书一共分为11章，各章内容安排如下：
　　第1章：安装开发环境，讨论java命令，并编写一个类似Java的命令行程序。
　　第2章：讨论Java虚拟机如何搜索class文件，实现类路径。
　　第3章：讨论class文件结构，实现class文件解析。
　　第4章：讨论运行时数据区，实现线程私有的运行时数据区，包括线程、Java虚拟机栈、栈帧、操作数栈和局部变量表等。
　　第5章：讨论Java虚拟机指令集和解释器，实现解释器和150余条指令。
　　第6章：讨论类、对象以及线程共享的运行时数据区，实现类加载器、方法区以及部分引用类指令。
　　第7章：讨论方法调用和返回，实现方法调用和返回指令。
　　第8章：讨论数组和字符串，实现数组相关指令和字符串池。
　　第9章：讨论本地方法调用，实现Object.hashCode()等本地方法。
　　第10章：讨论异常处理机制，实现athrow指令。
　　第11章：讨论System类的初始化过程和System.out.println()的工作原理等，并对全书进行总结。
　　本书面向读者
　　本书主要面向有一定经验的Java程序员，但任何对Java虚拟机工作原理感兴趣的读者都可以从本书获益。如前所述，本书将使用Go语言实现Java虚拟机。书中会简要介绍Go语言的部分语法以及与Java语言的区别，但不会深入讨论。由于Go语言相对比较简单，相信任何有C系列语言（如C、C++、C#、Objective-C、Java等）经验的读者都可以轻松读懂书中的源代码。
　　如何阅读本书
　　本书代码经过精心调整，每一章（第1章除外）都建立在前一章的基础上，但每一章又都可以单独编译和运行。本书内容主要围绕代码对Java虚拟机展开讨论。读者可以从第1章开始，按顺序阅读本书并运行每一章的源代码，也可以直接跳到感兴趣的章节阅读，必要时再阅读其他章节。
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