深入理解Java虚拟机及其垃圾回收算法（套装共2册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 理查德·琼斯，[美] 安东尼·霍思金，[美] 艾略特·莫斯，周志明 著

图书标签:

• Java虚拟机
• JVM
• 垃圾回收
• 内存管理
• Java核心
• 性能优化
• 底层原理
• 书籍
• 技术
• 计算机

出版社： 机械工业出版社

ISBN：12170760

版次：1

商品编码：12170760

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

套装数量：2

编辑推荐

　　《垃圾回收算法手册：自动内存管理的艺术》
　　在自动内存管理领域，Richard Jones于1996年出版的《Garbage Collection: Algorithms for Automatic Dynamic Memory Management》可谓是一部里程碑式的作品。接近20年过去了，垃圾回收技术得到了非常大的发展，因此有必要将该领域当前*先进的技术呈现给读者。本书汇集了自动内存管理研究者和开发者们在过去50年间的丰富经验，在本书中，作者在一个统一的易于接受的框架内比较了当下重要的回收策略以及先进的回收技术。
　　本书从近年来硬件与软件的发展给垃圾回收所带来的新挑战出发，探讨了这些挑战给高性能垃圾回收器的设计者与实现者所带来的影响。在简单的传统回收算法之外，本书还涵盖了并行垃圾回收、增量式垃圾回收、并发垃圾回收以及实时垃圾回收。书中配备了丰富的伪代码与插图，以描述各种算法与概念。
　　本书特色
　　为1996年《Garbage Collection: Algorithms for Automatic Dynamic Memory Management》一书提供了完整的、*新的、**的续作。
　　*面讲解并行垃圾回收算法、并发垃圾回收算法以及实时垃圾回收算法。
　　深入剖析某些垃圾回收领域的棘手问题，包括与运行时系统的接口。
　　提供在线数据库支持，包含超过2500条垃圾回收相关文献。
　　《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与*佳实践（第2版）》
　　超级畅销书全新升级，第1版两年内印刷近10次，Java图书领域公认的经典著作，繁体版台湾发行
　　基于JDK1.7，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进行全面而深入的分析，深刻揭示JVM的工作原理

内容简介

　　《垃圾回收算法手册：自动内存管理的艺术》
　　几乎所有的现代编程语言都采用了垃圾回收机制，因此深入了解此方面内容对于所有开发者而言都大有裨益。对于不同垃圾回收器的工作方式，以及当前垃圾回收器所面临的各种问题，这本手册都提供了专业的解答。掌握这方面的知识之后，在面对多种不同的垃圾回收器以及各种调节选项时，相信开发者能够更有把握。
　　本书共19章，第1章探讨为什么需要自动内存管理，并简要介绍对不同垃圾回收策略进行比较的方法；第2~5章详细描述4种经典的垃圾回收算法，包括标记-清扫算法、标记-整理算法、复制式回收算法和引用计数算法；第6章深入比较第2~5章所介绍的回收策略与算法；第7章介绍多种不同的内存分配技术，并进一步探究自动垃圾回收与显示内存管理这两种场景下分配策略的不同之处；第8章讨论为何需要将堆划分为多个不同的空间，以及如何管理这些空间；第9章介绍分代垃圾回收；第10章介绍大对象的管理策略以及其他分区策略；第11章介绍运行时接口，包括指针查找、能够安*发起垃圾回收的代码位置、读写屏障等；第12章讨论特定语言相关内容，包括终结机制和弱引用；第13章探讨现代硬件系统给垃圾回收器的实现者所带来的新机遇与挑战，同时介绍同步、前进、结束、一致等问题的相关算法；第14章介绍如何在挂起所有应用程序线程的前提下使用多个线程进行垃圾回收；第15~18章介绍多种不同种类的并发回收器；第19章探讨垃圾回收在硬实时系统中的应用。
　　《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与*佳实践（第2版）》
　　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：根据全新的JDK 1.7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问题的技巧和优佳实践；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。
　　本书共分为五大部分，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。第一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

　　理查德·琼斯（Richard Jones），坎特伯雷-肯特大学计算机学院教授。1998年联合创立了国际存储管理研讨会，并担任*届会议主席。他发表了多篇关于垃圾回收技术、堆可视化技术、电子出版技术相关的论文，多次担任主要国际会议计划委员会的常务委员，同时还是《Software Practice and Experience》杂志的编辑委员会成员。因在动态存储管理领域的研究和学术成绩，他于2005年被聘任为格拉斯哥大学名誉研究员，2006年被计算机协会评为杰出科学家。

　　安东尼·霍思金（Antony Hosking），普渡大学西拉法叶分校计算机学院副教授。他的主要研究方向是编程语言的设计与实现，特别是数据库与持久化编程语言、面向对象数据库系统、动态存储管理、编译器优化以及编程语言和应用的架构支持。

　　艾略特·莫斯（Eliot Moss），马萨诸塞大学阿默斯特分校计算机科学学院教授。他的主要研究方向为编程语言及其实现，而且早在1978年就构建出垃圾回收器。除了自动存储管理领域之外，他在持久编程语言、虚拟机实现、事务性编程与事务内存方面也拥有较高的知名度。他曾与IBM研究员一起推动Jikes RVM Java虚拟机的学术研究许可，并*终促使其成为开源项目。

　　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，还著有经典著作本书，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。

目录

《垃圾回收算法手册：自动内存管理的艺术》
The Garbage Collection Handbook: the Art of Automatic Memory Management
出版者的话
译者序
前言
作者简介
第1章　引言 1
1.1　显式内存释放 1
1.2?自动动态内存管理 3
1.3　垃圾回收算法之间的比较 5
1.3.1　安全性 5
1.3.2　吞吐量 5
1.3.3　完整性与及时性 5
1.3.4　停顿时间 6
1.3.5　空间开销 7
1.3.6　针对特定语言的优化 7
1.3.7　可扩展性与可移植性 8
1.4　性能上的劣势 8
1.5　实验方法 8
1.6　术语和符号 10
1.6.1　堆 10
1.6.2　赋值器与回收器 11
1.6.3　赋值器根 11
1.6.4　引用、域和地址 11
1.6.5　存活性、正确性以及可达性 12
1.6.6　伪代码 12
1.6.7　分配器 13
1.6.8　赋值器的读写操作 13
1.6.9　原子操作 13
1.6.10 集合、多集合、序列以及元组 14
第2章　标记–清扫回收 15
2.1　标记–清扫算法 16
2.2　三色抽象 18
2.3　改进的标记–清扫算法 18
2.4　位图标记 19
2.5　懒惰清扫 21
2.6　标记过程中的高速缓存不命中问题 24
2.7　需要考虑的问题 25
2.7.1　赋值器开销 25
2.7.2　吞吐量 26
2.7.3　空间利用率 26
2.7.4　移动，还是不移动 26
第3章　标记–整理回收 28
3.1　双指针整理算法 29
3.2　Lisp 2算法 30
3.3　引线整理算法 32
3.4　单次遍历算法 34
3.5　需要考虑的问题 36
3.5.1　整理的必要性 36
3.5.2　整理的吞吐量开销 36
3.5.3　长寿数据 36
3.5.4　局部性 37
3.5.5　标记–整理算法的局限性 37
第4章　复制式回收 38
4.1　半区复制回收 38
4.1.1　工作列表的实现 39
4.1.2　示例 40
4.2　遍历顺序与局部性 42
4.3　需要考虑的问题 46
4.3.1　分配 46
4.3.2　空间与局部性 47
4.3.3　移动对象 48
第5章　引用计数 49
5.1　引用计数算法的优缺点 50
5.2　提升效率 51
5.3　延迟引用计数 52
5.4　合并引用计数 54
5.5　环状引用计数 57
5.6　受限域引用计数 61
5.7　需要考虑的问题 62
5.7.1　应用场景 62
5.7.2　高级的解决方案 62
第6章　垃圾回收器的比较 64
6.1　吞吐量 64
6.2　停顿时间 65
6.3　内存空间 65
6.4　回收器的实现 66
6.5　自适应系统 66
6.6　统一垃圾回收理论 67
6.6.1　垃圾回收的抽象 67
6.6.2　追踪式垃圾回收 67
6.6.3　引用计数垃圾回收 69
第7章　内存分配 72
7.1　顺序分配 72
7.2　空闲链表分配 73
7.2.1　首次适应分配 73
7.2.2　循环首次适应分配 75
7.2.3　最佳适应分配 75
7.2.4　空闲链表分配的加速 76
7.3　内存碎片化 77
7.4　分区适应分配 78
7.4.1　内存碎片 79
7.4.2　空间大小分级的填充 79
7.5　分区适应分配与简单空闲链表分配的结合 81
7.6　其他需要考虑的问题 81
7.6.1　字节对齐 81
7.6.2　空间大小限制 82
7.6.3　边界标签 82
7.6.4　堆可解析性 82
7.6.5　局部性 84
7.6.6　拓展块保护 84
7.6.7　跨越映射 85
7.7　并发系统中的内存分配 85
7.8　需要考虑的问题 86
第8章　堆内存的划分 87
8.1　术语 87
8.2　为何要进行分区 87
8.2.1　根据移动性进行分区 87
8.2.2　根据对象大小进行分区 88
8.2.3　为空间进行分区 88
8.2.4　根据类别进行分区 89
8.2.5　为效益进行分区 89
8.2.6　为缩短停顿时间进行分区 90
8.2.7　为局部性进行分区 90
8.2.8　根据线程进行分区 90
8.2.9　根据可用性进行分区 91
8.2.10　根据易变性进行分区 91
8.3　如何进行分区 92
8.4　何时进行分区 93
第9章　分代垃圾回收 95
9.1　示例 95
9.2　时间测量 96
9.3　分代假说 97
9.4　分代与堆布局 97
9.5　多分代 98
9.6　年龄记录 99
9.6.1　集体提升 99
9.6.2　衰老半区 100
9.6.3　存活对象空间与柔性提升 101
9.7　对程序行为的适应 103
9.7.1　Appel式垃圾回收 103
9.7.2　基于反馈的对象提升 104
9.8　分代间指针 105
9.8.1　记忆集 106
9.8.2　指针方向 106
9.9　空间管理 107
9.10　中年优先回收 108
9.11　带式回收框架 110
9.12　启发式方法在分代垃圾回收中的应用 112
9.13　需要考虑的问题 113
9.14　抽象分代垃圾回收 115
第10章　其他分区策略 117
10.1　大对象空间 117
10.2　基于对象拓扑结构的回收器 119
10.3　混合标记–清扫、复制式回收器 128
10.4　书签回收器 134
10.5　超引用计数回收器 135
10.6　需要考虑的问题 136
第11章　运行时接口 138
11.1　对象分配接口 138
11.2　指针查找 142
11.3　对象表 159
11.4　来自外部代码的引用 160
11.5　栈屏障 162
11.6　安全回收点以及赋值器的挂起 163
11.7　针对代码的回收 165
11.8　读写屏障 166
11.9　地址空间管理 179
11.10　虚拟内存页保护策略的应用 180
11.11　堆大小的选择 183
11.12　需要考虑的问题 185
第12章　特定语言相关内容 188
12.1　终结 188
12.2　弱引用 195
12.3　需要考虑的问题 201
第13章　并发算法预备知识 202
13.1　硬件 202
13.2　硬件内存一致性 207
13.3　硬件原语 209
13.4　前进保障 215
13.5　并发算法的符号记法 217
13.6　互斥 218
13.7　工作共享与结束检测 219
13.8　并发数据结构 224
13.8.1　并发栈 226
13.9　事务内存 237
13.10　需要考虑的问题 241
第14章　并行垃圾回收 242
14.1　是否有足够多的工作可以并行 243
14.2　负载均衡 243
14.3　同步 245
14.4　并行回收的分类 245
14.5　并行标记 246
14.6　并行复制 254
14.7　并行清扫 263
14.8　并行整理 264
14.9　需要考虑的问题 267
第15章　并发垃圾回收 271
15.1　并发回收的正确性 272
15.2　并发回收的相关屏障技术 277
15.3　需要考虑的问题 283
第16章　并发标记–清扫算法 285
16.1　初始化 285
16.2　结束 287
16.3　分配 287
16.4　标记过程与清扫过程的并发 288
16.5　即时标记 289
16.6　抽象并发回收框架 293
16.7　需要考虑的问题 296
第17章　并发复制、并发整理算法 298
17.1　主体并发复制：Baker算法 298
17.2　Brooks间接屏障 301
17.3　自删除读屏障 301
17.4　副本复制 302
17.5　多版本复制 303
17.6　Sapphire回收器 306
17.7　并发整理算法 312
17.8　需要考虑的问题 321
第18章　并发引用计数算法 322
18.1　简单引用计数算法回顾 322
18.2　缓冲引用计数 324
18.3　并发环境下的环状引用计数处理 326
18.4　堆快照的获取 326
18.5　滑动视图引用计数 328
18.6　需要考虑的问题 332
第19章　实时垃圾回收 333
19.1　实时系统 333
19.2　实时回收的调度 334
19.3　基于工作的实时回收 335
19.4　基于间隙的实时回收 342
19.5　基于时间的实时回收：Metronome回收器 347
19.6　多种调度策略的结合：“税收与开支” 355
19.7　内存碎片控制 359
19.8　需要考虑的问题 370
术语表 372
参考文献 383
索引 413
《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与*佳实践（第2版）》
前言
第一部分　走近Java
第1章　走近Java
1.1　概述
1.2　Java技术体系
1.3　Java发展史
1.4　Java虚拟机发展史
1.5　展望Java技术的未来
1.6　实战：自己编译JDK
1.7　本章小结
第二部分　自动内存管理机制
第2章　Java内存区域与内存溢出异常
2.1　概述
2.2　运行时数据区域
2.3　HotSpot虚拟机对象探秘
2.4　实战：OutOfMemoryError异常
2.5　本章小结
第3章　垃圾收集器与内存分配策略
3.1　概述
3.2　对象已死吗
3.3　垃圾收集算法
3.4　HotSpot的算法实现
3.5　垃圾收集器
3.6　内存分配与回收策略
3.7　本章小结
第4章　虚拟机性能监控与故障处理工具
4.1　概述
4.2　JDK的命令行工具
4.3　JDK的可视化工具
4.4　本章小结
第5章　调优案例分析与实战
5.1　概述
5.2　案例分析
5.3　实战：Eclipse运行速度调优
5.4　本章小结
第三部分　虚拟机执行子系统
第6章　类文件结构
6.1　概述
6.2　无关性的基石
6.3　Class类文件的结构
6.4　字节码指令简介
6.5　公有设计和私有实现
6.6　Class文件结构的发展
6.7　本章小结
第7章　虚拟机类加载机制
7.1　概述
7.2　类加载的时机
7.3　类加载的过程
7.4　类加载器
7.5　本章小结
第8章　虚拟机字节码执行引擎
8.1　概述
8.2　运行时栈帧结构
8.3　方法调用
8.4　基于栈的字节码解释执行引擎
8.5　本章小结
第9章　类加载及执行子系统的案例与实战
9.1　概述
9.2　案例分析
9.3　实战：自己动手实现远程执行功能
9.4　本章小结
第四部分　程序编译与代码优化
第10章　早期（编译期）优化
10.1　概述
10.2　Javac编译器
10.3　Java语法糖的味道
10.4　实战：插入式注解处理器
10.5　本章小结
第11章　晚期（运行期）优化
11.1　概述
11.2　HotSpot虚拟机内的即时编译器
11.3　编译优化技术
11.4　Java与CC++的编译器对比
11.5　本章小结
第五部分　高效并发
第12章　Java内存模型与线程
12.1　概述
12.2　硬件的效率与一致性
12.3　Java内存模型
12.4　Java与线程
12.5　本章小结
第13章　线程安全与锁优化
13.1　概述
13.2　线程安全
13.3　锁优化
13.4　本章小结
附　　录
附录A　编译Windows版的OpenJDK
附录B　虚拟机字节码指令表
附录C　HotSpot虚拟机主要参数表
附录D　对象查询语言（OQL）简介
附录E　JDK历史版本轨迹

探索Java世界的奥秘：高性能与内存管理的深度实践 第一卷：JVM核心解析——从字节码到执行引擎 Java虚拟机（JVM）是Java语言的核心，它屏蔽了底层硬件和操作系统的差异，实现了“一次编写，到处运行”的跨平台特性。然而，对于希望深入理解Java性能、进行底层优化以及诊断复杂问题的开发者而言，JVM的内部机制却常常笼罩着一层神秘的面纱。本书正是为了揭开这层面纱而生，旨在引导读者从宏观的Java生态出发，逐步深入到JVM的每一个关键组成部分，最终掌握其精髓。 开篇：Java语言与JVM的交织 我们从Java语言的诞生背景出发，探讨其设计理念和目标，并着重阐述JVM在整个Java体系中所扮演的关键角色。理解JVM为何存在，以及它如何实现Java语言的跨平台性，是迈入JVM深度探索的第一步。我们将剖析Java程序的生命周期，从源代码到编译成字节码，再到JVM的加载、连接和执行，构建起一个完整的程序运行图景。 第二章：JVM内存区域的细致划分 JVM运行时内存的划分是理解Java内存管理和垃圾回收的基础。本书将详细解析JVM内存中的各个区域： 程序计数器 (PC Register)：作为线程私有的内存区域，它记录着当前线程正在执行的JVM指令的地址。我们将深入理解其作用，以及在多线程环境下，每个线程拥有独立的程序计数器如何保证线程的独立执行。 Java虚拟机栈 (JVM Stacks)：这是每个Java线程独享的内存区域，用于存储方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等。我们将详细剖析栈帧的结构，以及方法调用、返回过程中栈帧的创建、压栈和出栈操作。理解栈溢出（StackOverflowError）的原因，对于排查递归调用等问题至关重要。 本地方法栈 (Native Method Stacks)：与Java虚拟机栈类似，但它为执行native方法（如C/C++编写的方法）服务。虽然在日常Java开发中接触较少，但理解其存在和作用，有助于全面认识JVM的运行时内存模型。 堆 (Heap)：这是JVM中最大的一块内存区域，用于存放对象实例，几乎所有的对象都在堆上分配。我们将深入研究堆的结构，包括新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）的划分，以及它们各自的作用和垃圾回收的侧重点。理解对象的分配过程，如TLAB（Thread-Local Allocation Buffer）的优化，能帮助我们写出更高效的代码。 方法区 (Method Area)：用于存储类的元信息，如类的字节码、常量池、字段和方法信息等。我们将探讨方法区的不同实现，如HotSpot JVM中的元空间 (Metaspace)（Java 8之后），以及类加载、类卸载等过程与方法区之间的关系。理解常量池的结构和作用，对于字符串常量化、字节码增强等技术至关重要。 第三章：字节码指令与类加载机制 字节码是Java程序在JVM中运行的中间表示形式。我们将深入解析JVM指令集，理解各种指令的功能，以及它们如何操作栈、变量和对象。通过分析简单的Java代码编译后的字节码，读者可以直观地理解Java的运行机制。 类加载是JVM执行Java程序的第一步，它负责将.class文件加载到内存中，并进行验证、准备、解析和初始化。我们将详细剖析类加载的整个过程： 加载 (Loading)：查找并加载类的二进制字节码。 连接 (Linking)： 验证 (Verification)：确保加载的字节码符合JVM规范，保证程序的安全性。 准备 (Preparation)：为类的静态变量分配内存，并赋予默认的初始值。 解析 (Resolution)：将符号引用替换为直接引用。 初始化 (Initialization)：为类的静态变量赋予正确的初始值，执行静态代码块。 我们将深入探讨JVM提供的各种类加载器，包括启动类加载器 (Bootstrap ClassLoader)、扩展类加载器 (Extension ClassLoader)和应用程序类加载器 (Application ClassLoader)，以及它们之间的双亲委派模型 (Parent Delegation Model)。理解这个模型如何保证类的唯一性，并防止恶意代码篡改核心类库。 第四章：JVM执行引擎——指令的消化者 类加载完成后，JVM的执行引擎就开始工作，负责解释执行字节码。我们将详细介绍执行引擎的两种主要工作模式： 解释执行 (Interpretation)：逐条解释执行字节码指令。 即时编译 (Just-In-Time Compilation, JIT)：将频繁执行的热点代码编译成机器码，以提高执行效率。 我们将深入分析HotSpot JVM中引入的C1编译器 (Client Compiler)和C2编译器 (Server Compiler)，以及它们在不同场景下的适用性。理解分层编译 (Tiered Compilation)策略如何平衡编译时间和运行效率。 此外，我们还将探讨字节码增强技术 (Bytecode Enhancement)，如AspectJ的编译时织入和运行时织入，以及它们与JVM执行引擎的关联。 第五章：JVM性能调优的艺术 理解JVM的内部机制是进行性能调优的前提。本章将从实际应用出发，讲解如何诊断和解决Java应用程序的性能瓶颈。 性能监控工具：介绍JDK自带的jps, jstat, jcmd, jstack, jmap, jhat等工具，以及第三方性能分析工具如Arthas, Brave, SkyWalking等，并讲解如何使用这些工具来收集JVM的运行数据。 GC日志分析：详细解读GC日志的各项指标，如吞吐量、暂停时间、内存分配速率等，并结合具体的GC算法（将在下一卷详细讲解）来分析GC行为。 线程分析：如何通过线程转储（Thread Dump）来定位死锁、活锁、线程堆积等问题。 内存分析：如何通过堆转储（Heap Dump）来分析内存泄漏，识别占用内存过多的对象。 JVM参数调优：介绍常用的JVM启动参数，如`-Xms`, `-Xmx`, `-XX:NewRatio`, `-XX:SurvivorRatio`, `-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError`等，并阐述它们对JVM性能的影响。我们将从实际应用场景出发，指导读者如何根据应用特点来调整JVM参数，以达到最佳性能。 结语 通过对JVM核心组件的深入剖析，本书旨在为读者打下坚实的理论基础。理解JVM的内部工作原理，不仅能帮助开发者写出更高效、更健壮的Java程序，更能成为解决复杂性能问题、诊断疑难杂症的利器。掌握了这些知识，你将不再是被动地使用Java，而是能真正地驾驭Java虚拟机，让你的应用程序在性能的道路上更进一步。 --- 第二卷：垃圾回收的智慧——从算法到实践 内存管理是Java程序运行时效率的关键，而垃圾回收（Garbage Collection, GC）机制则是Java实现自动化内存管理的核心。本卷将深入剖析Java虚拟机中的垃圾回收机制，从各种经典的垃圾回收算法到现代JVM的GC实现，再到如何针对不同场景进行GC调优，为读者提供一套完整的内存管理实践指南。 第一章：内存分配策略与对象生存周期 在深入探讨垃圾回收算法之前，我们必须先理解Java对象在内存中的分配过程以及它们如何确定自己的“生与死”。 对象分配的基本原则：我们将从指针碰撞 (Bump the Pointer)和 தின்டில் (Free List)这两种内存分配方式讲起，理解JVM如何高效地在堆中为新对象分配内存。 TLAB (Thread-Local Allocation Buffer)：介绍TLAB如何通过为每个线程分配一个独立的内存缓冲区来减少多线程环境下对象分配的锁竞争，从而提升分配效率。 对象在堆中的生命周期：我们将详细介绍Java对象从诞生到消亡的整个过程，重点关注对象在新生代 (Young Generation)和老年代 (Old Generation)中的迁移动态。 新生代：包括伊甸园区 (Eden Space)和幸存者区 (Survivor Space)（S0和S1）。我们将详细解释对象在伊甸园区分配、经历一次Minor GC后如何在幸存者区之间复制的机制。 老年代：对象在新生代经历多次GC后仍然存活，就会被晋升到老年代。老年代的GC（Major GC或Full GC）对应用程序性能影响更大，因此对其理解至关重要。 Minor GC vs. Major GC (Full GC)：明确区分两种GC的触发时机、影响范围以及它们之间的关联。 第二章：经典的垃圾回收算法 垃圾回收算法是JVM实现自动内存管理的基础。本章将详细讲解几种经典的GC算法，理解它们的原理、优缺点以及适用场景。 标记-清除算法 (Mark-Sweep)： 标记 (Mark)：遍历所有可达对象，并将其标记为“存活”。 清除 (Sweep)：遍历堆内存，将未被标记的对象（即垃圾）回收。 缺点：会产生内存碎片 (Fragmentation)，导致后续分配大对象时可能因找不到连续内存而失败。 标记-整理算法 (Mark-Compact)： 在标记-清除算法的基础上，增加了整理 (Compact)步骤。 整理：将所有存活的对象向内存的一端移动，然后清理掉边界以外的内存，从而避免内存碎片。 优点：解决了内存碎片问题。 缺点：移动对象会带来额外的开销。 复制算法 (Copying)： 将内存分为对等区域 (To-space)和From-space。 标记：将From-space中可达的对象复制到To-space。 回收：清理掉From-space中所有对象。 优点：没有内存碎片，分配速度快。 缺点：需要两倍的内存空间，且新生代GC（Minor GC）主要采用复制算法。 第三章：现代JVM的垃圾回收器 理解了基础算法后，我们将聚焦于现代JVM（特别是HotSpot）提供的几种主要的垃圾回收器，分析它们的实现细节、性能特点和适用场景。 Serial 和 Serial Old GC： Serial：单线程的GC，在GC时会暂停所有用户线程（Stop-the-World, STW）。简单高效，适用于单CPU环境或对暂停时间要求不高的应用。 Serial Old：Serial的针对老年代的GC版本。 Parallel Scavenge 和 Parallel Old GC (Throughput GC)： Parallel Scavenge：多线程、并行执行的GC，通过吞吐量优先的目标来动态调整GC参数。 Parallel Old：Parallel Scavenge的老年代GC版本。 特点：适合追求高吞吐量的场景，如批处理、服务器端应用。 CMS GC (Concurrent Mark Sweep GC)： 并发标记-清除：旨在以最短的STW时间来获取尽可能高的吞吐量。 工作流程：包含多次STW阶段（初始标记、再次标记）和并发标记、并发清除阶段。 缺点：可能产生内存碎片，且并发阶段CPU开销较大，存在浮动垃圾 (Floating Garbage)问题（在并发标记结束到下一次GC开始前新产生的垃圾）。 G1 GC (Garbage-First GC)： 区域化垃圾回收器：将Java堆划分为若干大小相等的区域（Region），并将对象分配在这些区域中。 目标：兼顾吞吐量和STW暂停时间，能够预测GC暂停时间。 工作流程：采用混合分代的策略，但更强调对整个堆的区域进行管理。 特点：被认为是CMS的替代品，适用于大堆、多CPU环境，是目前许多JVM的默认GC。 ZGC (Z Garbage Collector)： 可伸缩的高性能低延迟GC：专为大堆（TB级别）和极低暂停时间（亚毫秒级）设计。 特点：几乎所有的GC工作都在并发阶段完成，STW时间非常短。 Shenandoah GC： 低延迟GC：与ZGC类似，也致力于实现极低的STW暂停时间。 我们将详细对比这些GC的原理、STW时间、吞吐量、CPU开销、内存碎片情况以及适用场景，帮助读者选择最适合自己应用的GC。 第四章：垃圾回收日志的深度解析 GC日志是理解GC行为、诊断性能问题的最直接证据。本章将带领读者深入解读GC日志的各项指标。 日志格式详解：针对不同的GC（如Parallel, CMS, G1），讲解其日志输出的格式和含义。 关键指标解读： Total time spent in GC：GC总耗时。 User, Sys, Real time：用户态、内核态、实际时间。 Heap Occupancy After GC：GC后堆占用量。 GC Events：Minor GC, Full GC, concurrent GC phases。 Pause Time：STW暂停时间。 Throughput：吞吐量（程序运行时间/总运行时间）。 Memory Allocation Rate：内存分配速率。 日志分析工具：介绍如GCViewer, GCEasy等日志分析工具，以及如何利用它们来可视化GC数据，快速定位问题。 第五章：JVM垃圾回收调优实战 理解GC算法和日志后，本章将进入实践阶段，指导读者如何根据具体的应用场景进行GC调优。 GC调优的思路与原则： 明确调优目标：是追求低延迟还是高吞吐量？ 监控先行：通过监控工具收集数据，找到瓶颈。 循序渐进：一次只调整一个参数，观察效果。 理解权衡：GC调优往往需要在吞吐量、延迟、CPU开销之间做出取舍。 新生代调优： `-XX:NewRatio`：新生代与老年代的比例。 `-XX:SurvivorRatio`：Eden区与Survivor区的比例。 `-XX:MaxGCPauseMillis` (for G1/ZGC/Shenandoah)：期望的最大GC暂停时间。 老年代调优： GC策略选择：根据应用特点选择合适的GC（CMS, G1, ZGC等）。 老年代大小：`XX:NewSize`, `XX:MaxNewSize`影响新生代大小，进而影响老年代的可用空间。 堆内存大小调优： `-Xms` (Initial Heap Size) 和 `-Xmx` (Maximum Heap Size)。 `-XX:MaxMetaspaceSize` (Java 8+ for Metaspace)。 特定场景下的GC调优案例： 高并发Web应用：优先考虑低延迟GC，如G1或ZGC，并调整堆大小以减少GC频率。 批处理应用：倾向于选择高吞吐量GC，如Parallel GC，允许较长的GC暂停以换取更高的整体效率。 内存泄漏排查：通过Heap Dump分析工具，结合GC日志，找出异常增长的对象。 定位GC频繁触发问题：分析对象分配速率、新生代大小、GC算法等，找出原因。 第六章：内存泄漏与内存溢出的深层诊断 内存泄漏和内存溢出是Java应用中最常见也是最棘手的性能问题。本章将深入讲解如何诊断和解决这些问题。 内存泄漏的产生机制： 静态集合类持有长时间不使用的对象。 监听器和回调没有正确移除。 缓存中的对象没有过期机制。 自身未正确释放的本地变量（在某些特定场景下）。 内存溢出 (OutOfMemoryError)： Java heap space：堆内存不足。 GC overhead limit exceeded：GC回收了大量内存，但堆占用量仍然很高，表明GC效率低下，可能存在内存泄漏。 Metaspace：方法区内存不足（Java 8+）。 PermGen space：永久代内存不足（Java 8之前）。 Unable to create new native thread：无法创建新线程。 诊断工具与方法： Heap Dump：使用`jmap`或Eclipse MAT等工具生成堆转储文件。 Memory Analyzer Tool (MAT)：强大的内存分析工具，可以识别内存泄漏的模式，分析对象引用链。 VisualVM, YourKit：提供实时内存监控和分析功能。 代码审查：仔细检查可能导致内存泄漏的代码模式。 结语 垃圾回收是Java虚拟机的一项精妙设计，它在自动化内存管理方面功不可没。然而，要充分发挥Java应用程序的性能潜力，并避免潜在的内存问题，深入理解GC的原理、掌握各种GC算法的特点、熟悉现代GC器的配置，并具备诊断内存泄漏和溢出的能力是必不可少的。本书旨在为开发者提供一套全面、深入且实用的GC知识体系，帮助你在Java内存管理的道路上游刃有余，写出更高效、更稳定的程序。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 之前总觉得JVM和垃圾回收是“幕后英雄”，虽然知道它们很重要，但具体细节总是模糊不清。这套《深入理解Java虚拟机及其垃圾回收算法》彻底改变了我的看法。这本书最大的亮点在于，它不仅仅是枯燥的技术阐述，而是通过大量的实际案例和性能分析，将理论知识与工程实践紧密结合。作者在书中分享了许多在实际工作中遇到的JVM调优案例，从最初的问题诊断，到最终的解决方案，都进行了详细的复盘。例如，他会详细分析某个应用为什么会出现频繁的Full GC，然后一步步地剖析原因，并给出具体的调优方法，比如调整堆大小、修改GC算法、优化代码逻辑等等。这些真实的案例让我觉得学习过程非常有代入感，也让我能够更好地理解书中理论的实际应用价值。更重要的是，作者还强调了监控和诊断的重要性，他介绍了如何利用MAT、JProfiler等工具来分析堆转储文件和GC日志，以及如何通过jstat、jstack等命令来实时监控JVM的状态。这套书让我觉得，理解JVM不仅是理论上的学习，更是工程实践中的一项重要技能。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 作为一名资深的Java开发者，我一直认为深入理解JVM是提升代码质量和性能的关键。这套《深入理解Java虚拟机及其垃圾回收算法》恰好满足了我的这一需求。我尤其欣赏作者在讲解JVM内部机制时所展现出的严谨和细致。他不仅仅是描述现象，更重要的是解释“为什么”。比如，在讲解JVM如何执行字节码时，作者深入剖析了类加载机制、运行时栈帧的结构以及解释器和JIT编译器的作用，让我明白了Java代码是如何从class文件一步步转化为机器指令的。特别是关于JIT编译器部分，作者详细介绍了分层编译、逃逸分析等优化技术，解释了它们如何帮助JVM实现接近C++的性能。这些深入的讲解，让我对Java虚拟机的运行原理有了更深层次的理解，也帮助我更好地理解了Spring、MyBatis等框架在JVM层面是如何工作的。在内存管理方面，作者也对堆内存的细分、对象头信息、内存分配策略等进行了详细的解析，这对于我理解内存泄漏、内存溢出等问题提供了坚实的基础。这本书的内容深度和广度都达到了一个很高的水平，绝对是每一位Java开发者案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 说实话，我对JVM的学习一直处于一种“缝缝补补”的状态，遇到问题就查资料，但从来没有系统地梳理过。这套《深入理解Java虚拟机及其垃圾回收算法》可以说是为我补足了这块短板。作者在第二册中对垃圾回收算法的讲解，简直是教科书级别的。他不仅从宏观上介绍了各种算法的演进历程，还深入到微观层面，讲解了每种算法的核心思想和具体实现细节。比如，在讲解Mark-Sweep算法时，作者详细阐述了“标记”阶段如何找到存活对象，以及“清除”阶段如何释放未被引用的对象所占用的内存，并指出了其“内存碎片”的缺点。随后，他又循序渐进地介绍了Mark-Compact算法如何解决了内存碎片问题，以及Copying算法如何在新生代实现高效的回收。书中对于各种算法的优劣势分析非常透彻，并结合实际场景给出了选择建议，这对于我这种需要根据业务需求来选择合适GC策略的开发者来说，简直是宝藏。而且，作者还特别强调了GC调优的一些实践技巧，比如如何通过调整JVM参数来优化GC性能，如何通过分析GC日志来定位问题，这些内容都非常具有实操价值。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 之前读过一些关于Java性能调优的书，但总觉得不够深入，很多时候只知其然不知其所以然。特别是对于垃圾回收这个环节，我一直是处于一种“它会自动工作”的朦胧状态。直到我开始阅读这套《深入理解Java虚拟机及其垃圾回收算法》，我才真正意义上打开了新世界的大门。这本书以极其详尽的篇幅，系统地剖析了Java虚拟机中的垃圾回收机制。它不仅仅罗列了常见的垃圾回收算法，比如Serial、Parallel、CMS，更重要的是，它深入探讨了这些算法的设计理念、工作原理、优缺点以及适用场景。作者通过大量图示和类比，将原本抽象的概念变得可视化，让我能够清晰地看到垃圾回收器是如何判断对象是否存活，又是如何进行内存回收的。例如，在讲解分代回收时，作者对新生代、老年代的特点以及它们各自采用的回收策略进行了细致的描述，并分析了为什么需要进行分代。更令人印象深刻的是，书中还对G1、ZGC、Shenandoah等新型垃圾回收器的原理进行了深入的剖析，这对于我们应对日益增长的服务端应用和对低延迟有着极致要求的场景至关重要。阅读过程中，我时常会停下来思考，将书中的知识与我日常开发中遇到的GC日志进行对照，许多困扰已久的GC问题瞬间迎刃而解。

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评价一： 最近工作上遇到了一些性能瓶颈，特别是涉及到一些内存管理和对象生命周期的问题，实在是让我头疼不已。翻遍了各种资料，也看了不少零散的文章，总感觉隔靴搔痒，抓不住问题的核心。就在我一筹莫展之际，我偶然间发现了这套《深入理解Java虚拟机及其垃圾回收算法》。说实话，一开始我只是抱着试试看的心态，毕竟虚拟机和垃圾回收这种东西听起来就很高深莫测，担心会看不懂。但事实证明，我的顾虑是多余的。从第一页开始，我就被作者的逻辑清晰和讲解深入所吸引。他并没有上来就抛出晦涩的概念，而是循序渐进地引导读者，从JVM的整体架构出发，到内存区域的划分，再到各个区域的详细讲解，让我对JVM的运作有了前所未有的直观认识。尤其是关于堆、栈、方法区这些基本概念的阐述，用了很多生动的比喻，即使是初学者也能轻松理解。更让我惊喜的是，这本书不仅仅是理论的堆砌，还穿插了大量的代码示例和实际场景分析，让我能够将理论知识与实践相结合，加深理解。比如，在讲解对象创建的过程时，作者就详细剖析了JVM在堆中分配内存、进行对象初始化以及指针更新的细节，并提供了相应的代码片段来佐证。这种由浅入深、理论与实践并重的教学方式，让我觉得学习过程异常顺畅，效率也大大提高。

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先看到起，看了在说，挺好的，不错(*?´╰╯`?)?

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老公买的，我看不懂啊，可是京东还要我评论。不开心啊！！

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不太了解垃圾回收这方面的知识，这类书目也较偏门，这次买了这本打算拜读一下，五星给京东

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看一下垃圾回收，小日本的东西比较通熟易懂

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很好用，便宜，划算，办公室里必备用品

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书是正版，效率高速度快，不错

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讲GC不错的参考书！内容丰富，写的有日式匠人风格... 推荐～

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机工社再也买不到泛黄纸张的书了……

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我不错不错，卷最酷炫吊炸天。