[套装书]深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）+Java虚拟机规范（Java SE 8版）（2册）

. 详细讲解了程序的前、后端编译与优化，包括前端的易用性优化措施，如泛型、主动装箱拆箱、条件编译等的内容的深入分析；以及后端的性能优化措施，如虚拟机的热点探测方法、HotSpot 的即时编译器、提前编译器，以及各种常见的编译期优化技术；
第五部分（第12~13章）高效并发
主要讲解了Java实现高并发的原理，包括Java的内存模型、线程与协程，以及线程安全和锁优化。

全书以实战为导向，通过大量与实际生产环境相结合的案例分析和展示了解决各种Java技术难题的方案和技巧。


---------------------------Java虚拟机规范（Java SE 8版）---------------------------


本书由Oracle官方发布，Java虚拟机技术创建人撰写，国内资深Java技术专家翻译。书中基于最新Java SE 8，完整且准确地阐述Java虚拟机规范，是深度了解Java虚拟机和Java语言实现细节的必读之作。

本书共分7章。第1章从宏观的角度介绍了Java虚拟机与Java的关系及发展历程；第2章概述Java虚拟机的整体架构，包括class文件格式、数据类型、原始类型、引用类型、运行时数据区、栈帧、浮点算法、异常等，这对理解本书后面的内容有重要帮助；第3章详述如何将Java语言编写的程序转换为Java虚拟机指令集，涉及常量、局部变量、控制结构、算术运算、参数接收、方法调用、数组、操作数栈、异常处理、同步与注解等；第4章深入分析用来表示编译后的类和接口的class文件格式；第5章定义Java虚拟机启动以及类与接口的加载、链接和初始化过程；第6章阐释并列举Java虚拟机指令集；第7章提供一张以操作码值为索引的Java虚拟机操作码助记符表。

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1.4.7　没有成功，但并非失败：Microsoft JVM及其他 18
1.4.8　百家争鸣 19
1.5　展望Java技术的未来 21
1.5.1　无语言倾向 21
1.5.2　新一代即时编译器 23
1.5.3　向Native迈进 24
1.5.4　灵活的胖子 26
1.5.5　语言语法持续增强 27
1.6　实战：自己编译JDK 29
1.6.1　获取源码 29
1.6.2　系统需求 31
1.6.3　构建编译环境 33
1.6.4　进行编译 34
1.6.5　在IDE工具中进行源码调试 36
1.7　本章小结 39
第二部分　自动内存管理
第2章　Java内存区域与内存溢出异常 42
2.1　概述 42
2.2　运行时数据区域 42
2.2.1　程序计数器 43
2.2.2　Java虚拟机栈 43
2.2.3　本地方法栈 44
2.2.4　Java堆 44
2.2.5　方法区 46
2.2.6　运行时常量池 47
2.2.7　直接内存 47
2.3　HotSpot虚拟机对象探秘 48
2.3.1　对象的创建 48
2.3.2　对象的内存布局 51
2.3.3　对象的访问定位 52
2.4　实战：OutOfMemoryError异常 53
2.4.1　Java堆溢出 54
2.4.2　虚拟机栈和本地方法栈溢出 56
2.4.3　方法区和运行时常量池溢出 61
2.4.4　本机直接内存溢出 65
2.5　本章小结 66
第3章　垃圾收集器与内存分配策略 67
3.1　概述 67
3.2　对象已死？ 68
3.2.1　引用计数算法 68
3.2.2　可达性分析算法 70
3.2.3　再谈引用 71
3.2.4　生存还是死亡？ 72
3.2.5　回收方法区 74
3.3　垃圾收集算法 75
3.3.1　分代收集理论 75
3.3.2　标记-清除算法 77
3.3.3　标记-复制算法 78
3.3.4　标记-整理算法 79
3.4　HotSpot的算法细节实现 81
3.4.1　根节点枚举 81
3.4.2　安全点 82
3.4.3　安全区域 83
3.4.4　记忆集与卡表 84
3.4.5　写屏障 85
3.4.6　并发的可达性分析 87
3.5　经典垃圾收集器 89
3.5.1　Serial收集器 90
3.5.2　ParNew收集器 92
3.5.3　Parallel Scavenge收集器 93
3.5.4　Serial Old收集器 94
3.5.5　Parallel Old收集器 95
3.5.6　CMS收集器 96
3.5.7　Garbage First收集器 98
3.6　低延迟垃圾收集器 104
3.6.1　Shenandoah收集器 105
3.6.2　ZGC收集器 112
3.7　选择合适的垃圾收集器 121
3.7.1　Epsilon收集器 121
3.7.2　收集器的权衡 121
3.7.3　虚拟机及垃圾收集器日志 122
3.7.4　垃圾收集器参数总结 127
3.8　实战：内存分配与回收策略 129
3.8.1　对象优先在Eden分配 130
3.8.2　大对象直接进入老年代 131
3.8.3　长期存活的对象将进入老年代 132
3.8.4　动态对象年龄判定 134
3.8.5　空间分配担保 135
3.9　本章小结 137
第4章　虚拟机性能监控、故障处理工具 138
4.1　概述 138
4.2　基础故障处理工具 138
4.2.1　jps：虚拟机进程状况工具 141
4.2.2　jstat：虚拟机统计信息监视工具 142
4.2.3　jinfo：Java配置信息工具 143
4.2.4　jmap：Java内存映像工具 144
4.2.5　jhat：虚拟机堆转储快照分析工具 145
4.2.6　jstack：Java堆栈跟踪工具 146
4.2.7　基础工具总结 148
4.3　可视化故障处理工具 151
4.3.1　JHSDB：基于服务性代理的调试工具 152
4.3.2　JConsole：Java监视与管理控制台 157
4.3.3　VisualVM：多合-故障处理工具 164
4.3.4　Java Mission Control：可持续在线的监控工具 171
4.4　HotSpot虚拟机插件及工具 175
4.5　本章小结 180
第5章　调优案例分析与实战 181
5.1　概述 181
5.2　案例分析 181
5.2.1　大内存硬件上的程序部署策略 182
5.2.2　集群间同步导致的内存溢出 184
5.2.3　堆外内存导致的溢出错误 185
5.2.4　外部命令导致系统缓慢 187
5.2.5　服务器虚拟机进程崩溃 187
5.2.6　不恰当数据结构导致内存占用过大 188
5.2.7　由Windows虚拟内存导致的长时间停顿 189
5.2.8　由安全点导致长时间停顿 190
5.3　实战：Eclipse运行速度调优 192
5.3.1　调优前的程序运行状态 193
5.3.2　升级JDK版本的性能变化及兼容问题 196
5.3.3　编译时间和类加载时间的优化 200
5.3.4　调整内存设置控制垃圾收集频率 203
5.3.5　选择收集器降低延迟 206
5.4　本章小结 209
第三部分　虚拟机执行子系统
第6章　类文件结构 212
6.1　概述 212
6.2　无关性的基石 212
6.3　Class类文件的结构 214
6.3.1　魔数与Class文件的版本 215
6.3.2　常量池 218
6.3.3　访问标志 224
6.3.4　类索引、父类索引与接口索引集合 225
6.3.5　字段表集合 226
6.3.6　方法表集合 229
6.3.7　属性表集合 230
6.4　字节码指令简介 251
6.4.1　字节码与数据类型 251
6.4.2　加载和存储指令 253
6.4.3　运算指令 254
6.4.4　类型转换指令 255
6.4.5　对象创建与访问指令 256
6.4.6　操作数栈管理指令 256
6.4.7　控制转移指令 257
6.4.8　方法调用和返回指令 257
6.4.9　异常处理指令 258
6.4.10　同步指令 258
6.5　公有设计，私有实现 259
6.6　Class文件结构的发展 260
6.7　本章小结 261
第7章　虚拟机类加载机制 262
7.1　概述 262
7.2　类加载的时机 263
7.3　类加载的过程 267
7.3.1　加载 267
7.3.2　验证 268
7.3.3　准备 271
7.3.4　解析 272
7.3.5　初始化 277
7.4　类加载器 279
7.4.1　类与类加载器 280
7.4.2　双亲委派模型 281
7.4.3　破坏双亲委派模型 285
7.5　Java模块化系统 287
7.5.1　模块的兼容性 288
7.5.2　模块化下的类加载器 290
7.6　本章小结 292
第8章　虚拟机字节码执行引擎 293
8.1　概述 293
8.2　运行时栈帧结构 294
8.2.1　局部变量表 294
8.2.2　操作数栈 299
8.2.3　动态连接 300
8.2.4　方法返回地址 300
8.2.5　附加信息 301
8.3　方法调用 301
8.3.1　解析 301
8.3.2　分派 303
8.4　动态类型语言支持 315
8.4.1　动态类型语言 316
8.4.2　Java与动态类型 317
8.4.3　java.lang.invoke包 318
8.4.4　invokedynamic指令 321
8.4.5　实战：掌控方法分派规则 324
8.5　基于栈的字节码解释执行引擎 326
8.5.1　解释执行 327
8.5.2　基于栈的指令集与基于寄存器的指令集 328
8.5.3　基于栈的解释器执行过程 329
8.6　本章小结 334
第9章　类加载及执行子系统的案例与实战 335
9.1　概述 335
9.2　案例分析 335
9.2.1　Tomcat：正统的类加载器架构 335
9.2.2　OSGi：灵活的类加载器架构 338
9.2.3　字节码生成技术与动态代理的实现 341
9.2.4　Backport工具：Java的时光机器 345
9.3　实战：自己动手实现远程执行功能 348
9.3.1　目标 348
9.3.2　思路 349
9.3.3　实现 350
9.3.4　验证 355
9.4　本章小结 356
第四部分　程序编译与代码优化
第10章　前端编译与优化 358
10.1　概述 358
10.2　Javac编译器 359
10.2.1　Javac的源码与调试 359
10.2.2　解析与填充符号表 362
10.2.3　注解处理器 363
10.2.4　语义分析与字节码生成 364
10.3　Java语法糖的味道 367
10.3.1　泛型 367
10.3.2　自动装箱、拆箱与遍历循环 375
10.3.3　条件编译 377
10.4　实战：插入式注解处理器 378
10.4.1　实战目标 379
10.4.2　代码实现 379
10.4.3　运行与测试 385
10.4.4　其他应用案例 386
10.5　本章小结 386
第11章　后端编译与优化 388
11.1　概述 388
11.2　即时编译器 389
11.2.1　解释器与编译器 389
11.2.2　编译对象与触发条件 392
11.2.3　编译过程 397
11.2.4　实战：查看及分析即时编译结果 398
11.3　提前编译器 404
11.3.1　提前编译的优劣得失 405
11.3.2　实战：Jaotc的提前编译 408
11.4　编译器优化技术 411
11.4.1　优化技术概览 411
11.4.2　方法内联 415
11.4.3　逃逸分析 417
11.4.4　公共子表达式消除 420
11.4.5　数组边界检查消除 421
11.5　实战：深入理解Graal编译器 423
11.5.1　历史背景 423
11.5.2　构建编译调试环境 424
11.5.3　JVMCI编译器接口 426
11.5.4　代码中间表示 429
11.5.5　代码优化与生成 432
11.6　本章小结 436
第五部分　高效并发
第12章　Java内存模型与线程 438
12.1　概述 438
12.2　硬件的效率与一致性 439
12.3　Java内存模型 440
12.3.1　主内存与工作内存 441
12.3.2　内存间交互操作 442
12.3.3　对于volatile型变量的特殊规则 444
12.3.4　针对long和double型变量的特殊规则 450
12.3.5　原子性、可见性与有序性 450
12.3.6　先行发生原则 452
12.4　Java与线程 455
12.4.1　线程的实现 455
12.4.2　Java线程调度 458
12.4.3　状态转换 460
12.5　Java与协程 461
12.5.1　内核线程的局限 461
12.5.2　协程的复苏 462
12.5.3　Java的解决方案 464
12.6　本章小结 465
第13章　线程安全与锁优化 466
13.1　概述 466
13.2　线程安全 466
13.2.1　Java语言中的线程安全 467
13.2.2　线程安全的实现方法 471
13.3　锁优化 479
13.3.1　自旋锁与自适应自旋 479
13.3.2　锁消除 480
13.3.3　锁粗化 481
13.3.4　轻量级锁 481
13.3.5　偏向锁 483
13.4　本章小结 485
附录A　在Windows系统下编译OpenJDK 6 486
附录B　展望Java技术的未来（2013年版） 493
附录C　虚拟机字节码指令表 499
附录D　对象查询语言（OQL）简介 506
附录E　JDK历史版本轨迹 512



---------------------------Java虚拟机规范（Java SE 8版）---------------------------


译者序
前　言
第1章　引言1
1.1　简史1
1.2　Java虚拟机2
1.3　各章节摘要2
1.4　说明3
1.5　反馈3
第2章　Java虚拟机结构4
2.1　class文件格式4
2.2　数据类型5
2.3　原始类型与值5
2.3.1　整数类型与整型值6
2.3.2　浮点类型、取值集合及浮点值6
2.3.3　returnAddress类型和值8
2.3.4　boolean类型8
2.4　引用类型与值9
2.5　运行时数据区9
2.5.1　pc寄存器9
2.5.2　Java虚拟机栈10
2.5.3　Java堆10
2.5.4　方法区11
2.5.5　运行时常量池11
2.5.6　本地方法栈12
2.6　栈帧12
2.6.1　局部变量表13
2.6.2　操作数栈14
2.6.3　动态链接14
2.6.4　方法调用正常完成15
2.6.5　方法调用异常完成15
2.7　对象的表示15
2.8　浮点算法15
2.8.1　Java虚拟机和IEEE 754中的浮点算法15
2.8.2　浮点模式16
2.8.3　数值集合转换17
2.9　特殊方法18
2.10　异常19
2.11　字节码指令集简介20
2.11.1　数据类型与Java虚拟机21
2.11.2　加载和存储指令23
2.11.3　算术指令24
2.11.4　类型转换指令25
2.11.5　对象的创建与操作27
2.11.6　操作数栈管理指令27
2.11.7　控制转移指令27
2.11.8　方法调用和返回指令28
2.11.9　抛出异常28
2.11.10　同步28
2.12　类库29
2.13　公有设计、私有实现30
第3章　Java虚拟机编译器31
3.1　示例的格式说明31
3.2　常量、局部变量和控制结构的使用32
3.3　算术运算36
3.4　访问运行时常量池36
3.5　与控制结构有关的更多示例37
3.6　接收参数40
3.7　方法调用41
3.8　使用类实例43
3.9　数组44
3.10　编译switch语句46
3.11　使用操作数栈48
3.12　抛出异常和处理异常48
3.13　编译finally语句块51
3.14　同步54
3.15　注解55
第4章　class文件格式56
4.1　ClassFile结构57
4.2　各种名称的内部表示形式61
4.2.1　类和接口的二进制名称61
4.2.2　非限定名61
4.3　描述符62
4.3.1　语法符号62
4.3.2　字段描述符62
4.3.3　方法描述符63
4.4　常量池64
4.4.1　CONSTANT_Class_info结构65
4.4.2　CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info和CONSTANT_InterfaceMethodref_info结构66
4.4.3　CONSTANT_String_info结构67
4.4.4　CONSTANT_Integer_info和CONSTANT_Float_info结构67
4.4.5　CONSTANT_Long_info和CONSTANT_Double_info结构68
4.4.6　CONSTANT_NameAnd-Type_info结构69
4.4.7　CONSTANT_Utf8_info结构70
4.4.8　CONSTANT_MethodHandle_info结构72
4.4.9　CONSTANT_MethodType_info结构73
4.4.10　CONSTANT_Invoke-Dynamic_info结构74
4.5　字段74
4.6　方法76
4.7　属性78
4.7.1　自定义和命名新的属性82
4.7.2　ConstantValue属性82
4.7.3　Code属性83
4.7.4　StackMapTable属性86
4.7.5　Exceptions属性92
4.7.6　InnerClasses属性93
4.7.7　EnclosingMethod属性95
4.7.8　Synthetic属性96
4.7.9　Signature属性96
4.7.10　SourceFile属性100
4.7.11　SourceDebugExtension属性101
4.7.12　LineNumberTable属性102
4.7.13　LocalVariableTable属性103
4.7.14　LocalVariableTypeTable属性104
4.7.15　Deprecated属性106
4.7.16　RuntimeVisibleAnnota-tions属性106
4.7.17　RuntimeInvisible-Annotations属性110
4.7.18　RuntimeVisibleParameterAnnotations属性111
4.7.19　RuntimeInvisiblePara-meterAnnotations属性112
4.7.20　RuntimeVisibleTypeAnnotations属性114
4.7.21　RuntimeInvisibleType-Annotations属性124
4.7.22　AnnotationDefault属性125
4.7.23　BootstrapMethods属性126
4.7.24　MethodParameters属性127
4.8　格式检查129
4.9　Java虚拟机代码约束129
4.9.1　静态约束130
4.9.2　结构化约束132
4.10　class文件校验135
4.10.1　类型检查验证136
4.10.2　类型推导验证200
4.11　Java虚拟机限制206
第5章　加载、链接与初始化208
5.1　运行时常量池208
5.2　虚拟机启动210
5.3　创建和加载211
5.3.1　使用引导类加载器来加载类型212
5.3.2　使用用户自定义类加载器来加载类型212
5.3.3　创建数组类213
5.3.4　加载限制214
5.3.5　从class文件表示得到类214
5.4　链接215
5.4.1　验证216
5.4.2　准备216
5.4.3　解析217
5.4.4　访问控制225
5.4.5　方法覆盖225
5.5　初始化226
5.6　绑定本地方法实现228
5.7　Java虚拟机退出228
第6章　Java虚拟机指令集229
6.1　设定：“必须”的含义229
6.2　保留操作码229
6.3　虚拟机错误230
6.4　指令描述格式230
6.5　指令集描述232
第7章　操作码助记符320
附录A　Limited License Grant327

.　　本书介绍的Java虚拟机并不局限于某一个特定发行商或者某一款特定虚拟机，只是由于OracleJDK/OpenJDK在市场占有率上的绝对优势，其中的HotSpot虚拟机不可避免地成为本书主要分析、讲解的对象，书中在涉及Java虚拟机自身实现相关的内容时，大多将以HotSpot虚拟机为目标对象来进行讲解。但撰写本书的意图并不是去做HotSpot的源码导读或者解析，书中所讲述的内容多为Java虚拟机的通用原理，即使读者使用了HotSpot之外的其他Java虚拟机实现，也会有所收获。
　　最后，非常希望读者能跟随本书的讲解，把与实践相关的内容亲自验证一遍，其中用到的代码清单可以从华章图书的网站（http://www.hzbook.com/）上下载。
　　语言约定
　　开始阅读本书之前，在语言和技术上先与读者建立如下约定：
　　JDK从1.5版本开始，其官方的正式文档与宣传材料中的发行版本号启用了JDK 5、6、7……的新命名方式；从2018年3月发布的JDK 10起，JDK的开发版本号（如java -version）也放弃了以前1.x的命名形式，改为按发布的日期时间命名。本书为了行文一致，所有场合统一采用发行版本号来指代所述的JDK版本。
　　由于版面原因，本书中的许多示例代码都没有遵循最优的程序编写风格，如使用的流没有关闭流、直接使用System.out输出日志等，请读者在阅读时注意这一点。
　　本书讲解中涉及JDK 7以前HotSpot虚拟机、JRockit虚拟机、WebLogic服务器等产品的所有者时，仍然会使用BEA和Sun公司的名称，而不是Oracle。实际上BEA和Sun分别于2008年和2010年被Oracle公司收购，现在已经不存在这两个商标了，但是它们毫无疑问都是在Java领域中做出过卓越贡献的、值得程序员们纪念的先驱企业。
　　本书第3版撰写于2019年中期，此时JDK 13已有了技术预览版（Early Access），但尚未正式发布。本书中所有的讲解、讨论都是基于这个时间点的Java技术的，但并不针对特定的JDK版本。如涉及JDK新版本中加入的功能，或在不同版本中有所变化的特性，笔者都会明确指出JDK的版本号，或专门阐述各个版本间的差异。
　　内容特色与更新
　　本书的第2版成文于2011至2012年间，出版于2013年，撰写时是基于早期版本的JDK 7，彼时正值Oracle全面替代Sun公司领导Java技术发展的起点。经过将近十年的时间，今天JDK版本已经发展到了JDK 12及预览版的JDK 13，整个Java技术体系一改Sun时代的迟缓作风，出现了许多激烈的变革，也涌现了不少令人欣喜的新变化、新风潮。我在撰写本书第3版时，期望能把这些新的变化融合到已有的知识框架中，修改第2版中读者反馈的问题，提升叙述的准确性与可读性，这些期望中的更新使得本书字数从原有的24万增加到35万。因此，在前言部分，笔者针对每章列举出主要更新的内容，以便阅读过第2版的读者可以快速定位，获取到新的知识。当然，如果你尚有余暇，不妨从头阅读一次本书，相信会有与阅读第2版时不一样的体验和收获。
　　第一部分走近Java
　　本书的第一部分为后文的研究和讲解建立了良好的基础。虽然了解Java技术的来龙去脉，以及编译自己的OpenJDK对于读者理解Java虚拟机并不是必须的，但是这些准备过程可以为走近Java技术和Java虚拟机提供良好的引导。第一部分只有第1章：
　　第1章介绍了Java技术体系过去、现在的情况以及未来的发展趋势，并在实践中介绍了如何自己编译一个OpenJDK 12。
　　第3版更新：续写了Java技术发展史，这几年Java世界着实发生了很多值得记录的大事件；完全重写了第2版对未来Java的展望预测，当时畅想的Java新发展新变化全部如约而至，是时候把聚光灯交给下一个十年的Java了；OpenJDK开发、编译也发生过不小的变动，本次更新将OpenJDK编译的版本提升到12。
　　第二部分自动内存管理
　　因为程序员把控制内存的权力交给了Java虚拟机，所以可以在编码的时候享受自动内存管理的诸多优势，不过也正因为这个原因，一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题，如果不了解虚拟机是怎样使用内存的，那排查错误将会成为一项异常艰难的工作。第二部分包括第2～5章：
　　第2章介绍了虚拟机中内存是如何划分的，哪部分区域、什么样的代码和操作可能导致内存溢出异常，并讲解了各个区域出现内存溢出异常的常见原因。
　　第3版更新：Java运行期数据区域是虚拟机的基础结构，尽管JDK版本在快速发展，这块内容仍然保持了相对的稳定，主要的变化是JDK 8时期的永久代的落幕和元空间的登场；除此以外，本章着重修正了第2版中对Java虚拟机栈描述的含糊与偏差之处，还更新了部分测试代码，避免因JDK版本更迭导致与书中不一样的结果。
　　第3章介绍了垃圾收集的算法和HotSpot虚拟机中提供的几款垃圾收集器的特点及运作原理。通过代码实例验证了Java虚拟机中自动内存分配及回收的主要规则。
　　第3版更新：由于撰写第2版时JDK 7刚刚发布，G1收集器尚无实践数据可查，书中对此讲述得比较含糊，本次更新完全重写了这部分内容，并重点增加了JDK 11、12中新出现的ZGC和Shenandoah两款低延迟全并发收集器的详细原理解析，这是垃圾收集器未来的发展方向。对其他与收集器相关的更新，如统一收集器接口、Epsilon等也都做了对应介绍。此外，针对HotSpot中收集器实现的几个关键技术点，如解决跨代引用的记忆集与卡表、解决并发标记的增量更新和原始快照算法，还有内存读、写屏障等技术都增加了专门的小节来进行介绍，以便帮读者在后续深入阅读HotSpot设计与源码时打下良好的理论基础。
　　第4章介绍了随JDK发布的基础命令行工具与可视化的故障处理工具的使用方法。
　　第3版更新：Java虚拟机的各种监控、管理等辅助工具的功能日益强大，几乎每个版本在这些工具的数量、功能上都会或多或少有所变化，除了将第2版涉及的工具的变化依照JDK版本进行升级外，本章还新增了对JDK 9中加入的JHSDB的使用讲解，并增加了对JFR和JMC的工作原理和使用方法的介绍，以及对部分JDK外部的工具（如JIT Watch）的简要介绍。
　　第5章分享了几个比较有代表性的实际案例，还准备了一个所有开发人员都能“亲身实战”的练习，希望读者能通过实践来获得故障处理和调优的经验。
　　第3版更新：对案例部分进行了更新和增补，着重补充了与前3章新增内容相对应的问题处理案例。不过对实战部分，软件版本的落后并未影响笔者要表达的内容，原有的实战目前仍具有相同的实战价值，在第3版里笔者也并未刻意将Eclipse和HotSpot升级后重写一次。
　　第三部分虚拟机执行子系统
　　执行子系统是虚拟机中必不可少的组成部分，了解了虚拟机如何执行程序，才能更好地理解怎样才能写出优秀的代码。第三部分包括第6～9章：
　　第6章讲解了Class文件结构中的各个组成部分，以及每个部分的定义、数据结构和使用方法，以实战的方式演示了Class的数据是如何存储和访问的。
　　第3版更新：笔者认为本章内容更适合以“技术手册”的形式存在，即适合查阅多于适合阅读，但因为Class文件格式是虚拟机的基础知识，所以尽管枯燥却无法回避。本次更新将Class文件格式的版本跟进到了JDK 12，《Java虚拟机规范》对Class文件格式进行的增强也会在本章中反映，内容相对琐碎。例如，为了实现JDK 9的Java模块化系统，属性表中新增了Module、ModulePackages、ModuleMain-Class三项新属性，常量池中加入了CONSTANT_Module_info和CONSTANT_Package_info两个常量。为了实现JDK 11新增的嵌套内（Java中的内部类）访问控制的API，属性表中又增加了NestHost和NestMembers两项属性。为进一步加强动态语言支持，CONSTANT_Dynamic_info常量也在JDK 11期间加入常量池……
　　第7章介绍了类加载过程的“加载”“验证”“准备”“解析”和“初始化”五个阶段中虚拟机分别进行了哪些动作，还介绍了类加载器的工作原理及其对虚拟机的意义。
　　第3版更新：随着Class文件格式的发展，类加载的各个过程都发生了一些细节性变动，本章将会按照JDK 12版本的《Java虚拟机规范》的标准来同步更新这些内容。此外，在JDK 9时引入了Java模块化系统，这是近年来Java技术的一次重要升级，也是对类加载部分影响巨大的一项变革，在本章将加入专门的小节对其进行讲述。
　　第8章分析了虚拟机在执行代码时，如何找到正确的方法、如何执行方法内的字节码，以及执行代码时涉及的内存结构。
　　第3版更新：本章讲述的是Java虚拟机执行子系统的概念模型，这部分属于相对稳定的内容，变化不大，本次主要更新了Java虚拟机对动态类型语言支持的增强。
　　第9章通过几个类加载及执行子系统的案例，介绍了使用类加载器和处理字节码的一些值得欣赏和借鉴的思路，并通过一个实战练习加深读者对前面理论知识的理解。
　　第3版更新：原有章节所涉及的案例中，程序、类库、工具的版本已经较为陈旧，本次更新对这些案例涉及的版本进行了升级，以反映在模块化、Lambda表达式、动态语言等新技术出现后它们的相应变化。
　　第四部分程序编译与代码优化
　　Java程序从源码编译成字节码，再从字节码编译成本地机器码的这两个过程，从整体来看其实等同于一个传统编译器所执行的编译前端、后端过程。第四部分包括第10～11章：
　　第10章分析了Java语言中泛型、主动装箱拆箱、条件编译等多种语法糖的前因后果，并实战练习了如何使用插入式注解处理器来完成一个检查程序命名规范的编译器插件。
　　第3版更新：对第2版介绍泛型的小节进行了全文重写，描述了不同语言里泛型实现的方式、Java泛型出现的历史背景和使用类型擦除来实现泛型所带来的一些限制，并介绍了未来可能会在Java中出现的值类型等内容。
　　第11章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即时编译的数据和结果，还选择了几种常见的编译期优化技术进行讲解。
　　第3版更新：专门增加了介绍提前编译器的章节；由于HotSpot中新的Graal编译器的加入，书中除了同步增加Graal编译器、JVMCI接口等内容，为了使读者可以在HotSpot编译器上进行实战练习，在本书第3版中还新增了许多编译器的实战内容。
　　第五部分高效并发
　　Java语言和虚拟机提供了原生的、完善的多线程支持，使得它天生就适合开发多线程并发的应用程序。不过我们不能期望系统来完成所有与并发相关的处理，了解并发的内幕也是成为一位高级程序员不可缺少的课程。第五部分包括第12～13章：
　　第12章讲解了虚拟机Java内存模型的结构及操作，以及原子性、可见性和有序性在Java内存模型中的体现；介绍了先行发生原则的规则及使用，以及线程在Java语言之中是如何实现的；还提前介绍了目前仍然在实验室状态的Java协程的相关内容。
　　第3版更新：重写了原有的对Java内存模型部分过时和过于晦涩的描述，增加了面向Java未来基于协程的新并发模型的介绍。
　　第13章介绍了线程安全所涉及的概念和分类、同步实现的方式及虚拟机的底层运作原理，并且介绍了虚拟机实现高效并发所做的一系列锁优化措施。
　　第3版更新：本章主体内容并没有过多变化，但对不少细节进行了修饰，对一些读者疑问较多的地方进行了补充讲解。
　　参考资料
　　本书名为“深入理解Java虚拟机”，但要想真的深入理解虚拟机，仅凭一本书肯定是远远不够的，读者可以通过以下方式查找到更多关于Java虚拟机方面的资料。笔者在写作此书的时候，也从下面这些参考资料中得到过很大的帮助。
　　1.书籍
　　《Java虚拟机规范》
　　要学习虚拟机，《Java虚拟机规范》无论如何都是必须读的。这本书的概念和细节描述与Sun的早期虚拟机（Sun Classic虚拟机）高度吻合，随着技术的发展，高性能虚拟机真正的细节实现方式已经渐渐与虚拟机规范所描述的方式差距越来越大，如果只能选择一本参考书来了解Java虚拟机，那必然是这本书。
　　《Java语言规范》
　　虽然Java虚拟机并不是Java语言专有的，但是了解Java语言的各种细节规定对虚拟机的行为也是很有帮助的，它与《Java虚拟机规范》一样都是Oracle官方直接出版的书籍，而且这本书还是由Java之父James Gosling亲自执笔撰写。
　　《垃圾回收算法手册：自动内存管理的艺术》
　　2016年3月由机械工业出版社引进翻译，这是一本真正的教科书式的学术著作，是垃圾收集技术领域中的唯一必读的书籍。该书从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，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，描述各种算法与概念。唯一缺点是由于过于专业，所以显得比较晦涩，不适合作为入门书籍使用。
　　《Virtual Machines：Versatile Platforms for Systems and Processes》
　　这是一本虚拟化技术的百科全书，帮助读者理解“虚拟机”一词到底指代什么，有什么不同类型，大概有哪些实现方法等。此书并不直接针对Java虚拟机，出版于2005年，而且国内并没有中文版，但即使有这些因素限制，仍然推荐读者阅读此书以建立对虚拟机的全局性观念。
　　《Java性能优化权威指南》
　　此书是“The Java”系列（该系列中最出名的《Effective Java》许多人都读过）图书中最新的一本，但也有一定的历史了。2011年10月出版，2014年3月由人民邮电出版社引进翻译。这本书并非全部都围绕Java虚拟机展开（只有第3、4、7章直接与Java虚拟机相关），而是从操作系统到基于Java的上层程序性能度量和调优进行全面介绍。其中涉及Java虚拟机的内容具备一定深度和很好的可实践性。
　　2.网站资源
　　高级语言虚拟机圈子：http://hllvm.group.iteye.com/。
　　里面有一些关于虚拟机的讨论，并不只限于Java虚拟机，包括了所有针对高级语言虚拟机（High-Level Language Virtual Machine）的讨论，不过该网站针对Java虚拟机的讨论还是绝对的主流。圈主RednaxelaFX（莫枢）的博客（http://rednaxelafx.iteye.com/）是另外一个非常有价值的虚拟机及编译原理等资料的分享园地。
　　HotSpot Internals：https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Main。
　　这是一个关于OpenJDK的Wiki网站，许多文章都由JDK的开发团队编写，更新很慢，但是有很大的参考价值。
　　The HotSpot Group：http://openjdk.java.net/groups/hotspot/。
　　HotSpot组群，里面有关于虚拟机开发、编译器、垃圾收集和运行时四个邮件组，包含了关于HotSpot虚拟机最新的讨论。
　　联系作者
　　在本书交稿的时候，我并没有想象中那样兴奋或放松，写作之时那种“战战兢兢、如履薄冰”的感觉依然萦绕在心头。在每一章、每一节落笔之时，我都在考虑如何才能把各个知识点更有条理地讲述出来，都在担心会不会由于自己理解有偏差而误导了大家。囿于我的写作水平和写作时间，书中难免存在不妥之处，所以特地开通了一个读者邮箱（under-standingjvm@gmail.com），大家如有任何意见或建议欢迎与我联系。相信写书与写程序一样，作品一定都是不完美的，因为不完美，我们才有不断追求完美的动力。
　　
　　
　　---------------------------Java虚拟机规范（Java SE 8版）---------------------------
　　
　　
　　本书涵盖了自2011年发布Java SE 7版之后所发生的全部变化。此外，为了与常见的Java虚拟机实现相匹配，本书还添加了大量修订及说明。
　　本版与前面各版一样，仅仅描述了抽象的Java虚拟机，而在实现具体的Java虚拟机时，本书指出了设计规划。Java虚拟机的实现必须体现出本书中的内容，但仅在确有必要时才应该受制于这些规范。
　　对于Java SE 8来说，Java编程语言里的一些重要变化在这本Java虚拟机规范中都有相应的体现。为了尽量保持二进制兼容性，我们应该直接在Java虚拟机里指定带有默认实现代码的default方法，而不应该依赖于编译器，因为那样做将无法在不同厂商、不同版本的产品之间移植，此外，那种做法也不可能适用于已有的class文件。在设计JSR 335，也就是《Lambda Expressions for the Java Programming Language》（Java编程语言的lambda表达式）时，Oracle公司的Dan Smith向虚拟机实现者咨询了将default方法集成到常量池和方法结构、方法与接口方法解析算法，以及字节码指令集中的最佳方式。JSR 335也允许在class文件级别的接口里出现private方法与static方法，而这些方法也同接口方法解析算法紧密地结合起来了。
　　Java SE 8的特点之一是：Java SE平台的程序库也伴随着Java虚拟机一起进化。有个小例子可以很好地说明这一特点：在运行程序的时候，Java SE 8可以获取方法的参数名，虚拟机会把这些名字存放在class文件结构中，而与此同时，java.lang.reflect.Parameter里也有个标准的API能够查询这些名字。另外，我们也可以通过class文件结构中一项有趣的统计数据来说明这个特点：本规范的第1版中定义了6个属性，其中有3个属性对Java虚拟机至关重要，而Java SE 8版的规范则定义了23个属性，其中只有5个属性对Java虚拟机很重要。换句话说，在新版规范中，属性主要是为了支持程序库而设计的，其次才是为了支持Java虚拟机本身。为了帮助读者理解class文件结构，本规范会更为清晰地描述出每项属性的角色及其使用限制。
　　在Oracle公司的Java Platform团队里，有多位同事都对这份规范提供了大力支持，他们包括：Mandy Chung、Joe Darcy、Joel Franck、Staffan Friberg、Yuri Gaevsky、Jon Gibbons、Jeannette Hung、Eric McCorkle、Matherey Nunez、Mark Reinhold、John Rose、Georges Saab、Steve Sides、Bernard Traversat、Michel Trudeau和Mikael Vidstedt。尤其感谢Dan Heidinga （IBM）、Karen Kinnear、Keith McGuigan及Harold Seigel，他们对常见的Java虚拟机实现中的兼容性及安全性贡献良多。
　　Alex Buckley
　　于加利福尼亚州圣克拉拉
　　

.　　深入理解JVM，对于提升自身的编码素养至关重要。这本经典著作为我们系统理解JVM指明了方向，在销量和口碑方面，同类书只能望其项背！
　　—— 曹洪伟百度DuerOS布道师
　　JVM是Java技术生态的基石，深入了解JVM是Java程序员进阶的必修课。本书自第1版上市以来就获得了极好的口碑，已经成为中国Java程序员必不可少的案头书。
　　—— 陈耿微软全球黑带技术专家、《开源容器云OpenShift》《深入浅出Serverless》作者
　　这本书用平实的语言讲解了JVM的关键功能模块，包括自动内存管理、虚拟机执行系统、字节码优化以及并发原理等，这些都是我们在使用Java的过程中会经常用到的，很值得花时间深入研究和学习。
　　—— 沈询阿里资深技术专家