[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并发编程实战（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并发编程实战---------------------------


《Java并发编程实战》深入浅出地介绍了Java线程和并发，是一本完美的Java并发参考手册。书中从并发性和线程安全性的基本概念出发，介绍了如何使用类库提供的基本并发构建块，用于避免并发危险、构造线程安全的类及验证线程安全的规则，如何将小的线程安全类组合成更大的线程安全类，如何利用线程来提高并发应用程序的吞吐量，如何识别可并行执行的任务，如何提高单线程子系统的响应性，如何确保并发程序执行预期任务，如何提高并发代码的性能和可伸缩性等内容，最后介绍了一些高级主题，如显式锁、原子变量、非阻塞算法以及如何开发自定义的同步工具类。

《Java并发编程实战》适合Java程序开发人员阅读。

.Joshua Bloch是Google公司的首席Java架构师,《Effective Java》一书的作者,并参与著作了《Java Puzzlers》。
Doug Lea是《Concurrent Programming》一书的作者,纽约州立大学 Oswego分校的计算机科学教授。

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并发编程实战---------------------------


《Java并发编程实战》
对本书的赞誉
译者序
前　言
第1章　简介1
1.1　并发简史1
1.2　线程的优势2
1.2.1　发挥多处理器的强大能力2
1.2.2　建模的简单性3
1.2.3　异步事件的简化处理3
1.2.4　响应更灵敏的用户界面4
1.3　线程带来的风险4
1.3.1　安全性问题5
1.3.2　活跃性问题7
1.3.3　性能问题7
1.4　线程无处不在7
第一部分　基础知识
第2章　线程安全性11
2.1　什么是线程安全性13
2.2　原子性14
2.2.1　竞态条件15
2.2.2　示例：延迟初始化中的竞态条件16
2.2.3　复合操作17
2.3　加锁机制18
2.3.1　内置锁20
2.3.2　重入21
2.4　用锁来保护状态22
2.5　活跃性与性能23
第3章　对象的共享27
3.1　可见性27
3.1.1　失效数据28
3.1.2　非原子的64位操作29
3.1.3　加锁与可见性30
3.1.4　Volatile变量 30
3.2　发布与逸出32
3.3　线程封闭35
3.3.1　Ad-hoc线程封闭35
3.3.2　栈封闭36
3.3.3　ThreadLocal类37
3.4　不变性38
3.4.1　Final域39
3.4.2　示例：使用Volatile类型来发布不可变对象40
3.5　安全发布41
3.5.1　不正确的发布：正确的对象被破坏42
3.5.2 　不可变对象与初始化安全性42
3.5.3　安全发布的常用模式43
3.5.4　事实不可变对象44
3.5.5　可变对象44
3.5.6　安全地共享对象44
第4章　对象的组合46
4.1　设计线程安全的类46
4.1.1　收集同步需求47
4.1.2　依赖状态的操作48
4.1.3　状态的所有权48
4.2　实例封闭49
4.2.1　Java监视器模式51
4.2.2　示例：车辆追踪51
4.3　线程安全性的委托53
4.3.1　示例：基于委托的车辆追踪器54
4.3.2　独立的状态变量55
4.3.3　当委托失效时56
4.3.4　发布底层的状态变量57
4.3.5　示例：发布状态的车辆追踪器58
4.4　在现有的线程安全类中添加功能59
4.4.1　客户端加锁机制60
4.4.2　组合62
4.5　将同步策略文档化62
第5章　基础构建模块66
5.1　同步容器类66
5.1.1　同步容器类的问题66
5.1.2　迭代器与Concurrent-ModificationException68
5.1.3　隐藏迭代器69
5.2　并发容器70
5.2.1　ConcurrentHashMap71
5.2.2　额外的原子Map操作72
5.2.3　CopyOnWriteArrayList72
5.3　阻塞队列和生产者-消费者模式73
5.3.1　示例：桌面搜索75
5.3.2　串行线程封闭76
5.3.3　双端队列与工作密取77
5.4　阻塞方法与中断方法77
5.5　同步工具类78
5.5.1　闭锁79
5.5.2　FutureTask80
5.5.3　信号量82
5.5.4　栅栏83
5.6　构建高效且可伸缩的结果缓存85
第二部分　结构化并发应用程序
第6章　任务执行93
6.1　在线程中执行任务93
6.1.1　串行地执行任务94
6.1.2　显式地为任务创建线程94
6.1.3　无限制创建线程的不足95
6.2　Executor框架96
6.2.1　示例：基于Executor的Web服务器97
6.2.2　执行策略98
6.2.3　线程池98
6.2.4　Executor的生命周期99
6.2.5　延迟任务与周期任务101
6.3　找出可利用的并行性102
6.3.1　示例：串行的页面渲染器102
6.3.2　携带结果的任务Callable与Future103
6.3.3　示例：使用Future实现页面渲染器104
6.3.4　在异构任务并行化中存在的局限106
6.3.5　CompletionService:Executor与BlockingQueue106
6.3.6　示例：使用CompletionService实现页面渲染器107
6.3.7　为任务设置时限108
6.3.8　示例：旅行预定门户网站109
第7章　取消与关闭111
7.1　任务取消111
7.1.1　中断113
7.1.2　中断策略116
7.1.3　响应中断117
7.1.4　示例：计时运行118
7.1.5　通过Future来实现取消120
7.1.6　处理不可中断的阻塞121
7.1.7　采用newTaskFor来封装非标准的取消122
7.2　停止基于线程的服务124
7.2.1　示例：日志服务124
7.2.2　关闭ExecutorService127
7.2.3　“毒丸”对象128
7.2.4　示例：只执行一次的服务129
7.2.5　shutdownNow的局限性130
7.3　处理非正常的线程终止132
7.4　JVM关闭135
7.4.1　关闭钩子135
7.4.2　守护线程136
7.4.3　终结器136
第8章　线程池的使用138
8.1　在任务与执行策略之间的隐性耦合138
8.1.1　线程饥饿死锁139
8.1.2　运行时间较长的任务140
8.2　设置线程池的大小140
8.3　配置ThreadPoolExecutor141
8.3.1　线程的创建与销毁142
8.3.2　管理队列任务142
8.3.3　饱和策略144
8.3.4　线程工厂146
8.3.5　在调用构造函数后再定制ThreadPoolExecutor147
8.4　扩展 ThreadPoolExecutor148
8.5　递归算法的并行化149
第9章　图形用户界面应用程序156
9.1　为什么GUI是单线程的156
9.1.1　串行事件处理157
9.1.2　Swing中的线程封闭机制158
9.2　短时间的GUI任务160
9.3　长时间的GUI任务161
9.3.1　取消162
9.3.2　进度标识和完成标识163
9.3.3　SwingWorker165
9.4　共享数据模型165
9.4.1　线程安全的数据模型166
9.4.2　分解数据模型166
9.5　其他形式的单线程子系统167
第三部分　活跃性、性能与测试
第10章　避免活跃性危险169
10.1　死锁169
10.1.1　锁顺序死锁170
10.1.2　动态的锁顺序死锁171
10.1.3　在协作对象之间发生的死锁174
10.1.4　开放调用175
10.1.5　资源死锁177
10.2　死锁的避免与诊断178
10.2.1　支持定时的锁178
10.2.2　通过线程转储信息来分析死锁178
10.3　其他活跃性危险180
10.3.1　饥饿180
10.3.2　糟糕的响应性181
10.3.3　活锁181
第11章　性能与可伸缩性183
11.1　对性能的思考183
11.1.1　性能与可伸缩性184
11.1.2　评估各种性能权衡因素185
11.2　Amdahl定律186
11.2.1　示例：在各种框架中隐藏的串行部分188
11.2.2　Amdahl定律的应用189
11.3　线程引入的开销189
11.3.1　上下文切换190
11.3.2　内存同步190
11.3.3　阻塞192
11.4　减少锁的竞争192
11.4.1　缩小锁的范围（“快进快出”）193
11.4.2　减小锁的粒度195
11.4.3　锁分段196
11.4.4　避免热点域197
11.4.5　一些替代独占锁的方法198
11.4.6　监测CPU的利用率199
11.4.7　向对象池说“不”200
11.5　示例：比较Map的性能200
11.6　减少上下文切换的开销201
第12章　并发程序的测试204
12.1　正确性测试205
12.1.1　基本的单元测试206
12.1.2　对阻塞操作的测试207
12.1.3　安全性测试208
12.1.4　资源管理的测试212
12.1.5　使用回调213
12.1.6　产生更多的交替操作214
12.2　性能测试215
12.2.1　在PutTakeTest中增加计时功能215
12.2.2　多种算法的比较217
12.2.3　响应性衡量218
12.3　避免性能测试的陷阱220
12.3.1　垃圾回收220
12.3.2　动态编译220
12.3.3　对代码路径的不真实采样222
12.3.4　不真实的竞争程度222
12.3.5　无用代码的消除223
12.4　其他的测试方法224
12.4.1　代码审查224
12.4.2　静态分析工具224
12.4.3　面向方面的测试技术226
12.4.4　分析与监测工具226
第四部分　高级主题
第13章　显式锁227
13.1　Lock与 ReentrantLock227
13.1.1　轮询锁与定时锁228
13.1.2　可中断的锁获取操作230
13.1.3　非块结构的加锁231
13.2　性能考虑因素231
13.3　公平性232
13.4　在synchronized和ReentrantLock之间进行选择234
13.5　读-写锁235
第14章　构建自定义的同步工具238
14.1　状态依赖性的管理238
14.1.1　示例：将前提条件的失败传递给调用者240
14.1.2　示例：通过轮询与休眠来实现简单的阻塞241
14.1.3　条件队列243
14.2　使用条件队列244
14.2.1　条件谓词244
14.2.2　过早唤醒245
14.2.3　丢失的信号246
14.2.4　通知247
14.2.5　示例：阀门类248
14.2.6　子类的安全问题249
14.2.7　封装条件队列250
14.2.8　入口协议与出口协议250
14.3　显式的Condition对象251
14.4　Synchronizer剖析253
14.5　AbstractQueuedSynchronizer254
14.6　java.util.concurrent同步器类中的 AQS257
14.6.1　ReentrantLock257
14.6.2　Semaphore与CountDownLatch258
14.6.3　FutureTask259
14.6.4　ReentrantReadWriteLock259
第15章　原子变量与非阻塞同步机制261
15.1　锁的劣势261
15.2　硬件对并发的支持262
15.2.1　比较并交换263
15.2.2　非阻塞的计数器264
15.2.3　JVM对CAS的支持265
15.3　原子变量类265
15.3.1　原子变量是一种“更好的volatile”266
15.3.2　性能比较：锁与原子变量267
15.4　非阻塞算法270
15.4.1　非阻塞的栈270
15.4.2　非阻塞的链表272
15.4.3　原子的域更新器274
15.4.4　ABA问题275
第16章　Java内存模型277
16.1　什么是内存模型，为什么需要它277
16.1.1　平台的内存模型278
16.1.2　重排序278
16.1.3　Java内存模型简介280
16.1.4　借助同步281
16.2　发布283
16.2.1　不安全的发布283
16.2.2　安全的发布284
16.2.3　安全初始化模式284
16.2.4　双重检查加锁286
16.3　初始化过程中的安全性287
附录A　并发性标注289
参考文献291

.　　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并发编程实战---------------------------
　　
　　
　　在写作本书时，对于中端桌面系统来说，多核处理器正变得越来越便宜。无独有偶，许多开发团队也注意到，在他们的项目中出现了越来越多与线程有关的错误报告。在NetBeans开发者网站上的最近一次公告中，一位核心维护人员注意到，为了修复与线程相关的问题，在某个类中竟然打了14次补丁。Dion Almaer，这位TheServerSide网站的前编辑，最近(在经过一番痛苦的调试过程并最终发现了一个与线程有关的错误之后)在其博客上写道，在大多数Java程序中充满了各种并发错误，使得程序只有在“偶然的情况下”才能正常工作。
　　确实，在开发、测试以及调试多线程程序时存在着巨大的困难，因为并发性错误通常并不会以某种确定的方式显现出来。当这些错误出现时，通常是在最糟糕的时刻，例如在正式产品中，或者在高负载的情况下。
　　当开发Java并发程序时，所要面对的挑战之一就是：平台提供的各种并发功能与开发人员在程序中需要的并发语义并不匹配。在Java语言中提供了一些底层机制，例如同步和条件等待，但在使用这些机制来实现应用级的协议与策略时必须始终保持一致。如果没有这些策略，那么在编写程序时，虽然程序看似能顺利地编译和运行，但却总会出现各种奇怪的问题。许多介绍并发的其他书籍更侧重于介绍一些底层机制和API，而在设计级的策略和模式上叙述的不多。
　　Java 5.0在Java并发应用程序的开发方面进展巨大，它不仅提供了一些新的高层组件，还补充了一些底层机制，从而使得无论是新手级开发人员还是专家级开发人员都能够更容易地构建并发应用程序。本书的作者都是JCP专家组的主要成员，也正是该专家组编写了这些新功能。本书不仅描述了这些新功能的行为和特性，还介绍了它们的底层设计模式和促使它们被添加到平台库中的应用场景。
　　我们的目标是向读者介绍一些设计规则和思维模式，从而使读者能够更容易也更乐意去构建正确的以及高性能的Java并发类和应用程序。
　　我们希望你能享受本书的阅读过程。
　　Brian Goetz
　　Williston，VT
　　2006年3月
　　

.　　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
　　
　　
　　---------------------------Java并发编程实战---------------------------
　　
　　
　　“我曾有幸在一个伟大的团队中工作，参与设计和实现在Java 5.0和Java 6等平台中新增的并发功能。现在，仍然是这个团队，将透彻地讲解这些新功能，以及关于并发的一般性概念。并发已不再只是高级用户谈论的话题，每一位Java开发人员都应该阅读这本书。”
　　—Martin Buchholz，Sun公司的JDK并发大师
　　“在过去30多年时间里，计算机性能一直遵循着摩尔定律，但从现在开始，它将遵循Amdahl定律。编写能高效利用多处理器的代码非常具有挑战性。 在这本书中介绍的一些概念和技术，对于在当前（以及未来的）系统上编写安全的和可伸缩的代码来说都是非常有用的。”
　　—Doron Rajwan，Intel公司研究人员
　　“如果你正在编写、设计、调试、维护以及分析多线程的Java程序，那么本书正是你所需要的。如果你曾对某个方法进行过同步，但却不理解其中的原因，那么你以及你的用户都有必要从头至尾仔细地读一读这本书。”
　　—Ted Neward，《Effective Enterprise Java》的作者
　　“Brian非常清晰地阐述了并发的一些基本问题与复杂性。对于使用线程并关注程序执行性能的开发人员来说，这是一本必读的书。”
　　—Kirk Pepperdine，JavaPerformanceTuning.com网站CTO
　　“本书深入浅出地介绍了一些复杂的编程主题，是一本完美的Java并发参考手册。书中的每一页都包含了程序员日常需要应对的问题（以及相应的解决方案）。随着摩尔定律的发展趋势由提高处理器核的速度转向增加处理器核的数量，如何有效地利用并发性已变得越来越重要，本书正好介绍了这些方面的内容。”
　　—Cliff Click博士，Azul Systems公司高级软件工程师
　　“我对并发有着浓厚的兴趣，并且与大多数程序员相比，我或许写过更多存在线程死锁的代码，也在同步上犯了更多的错误。在介绍Java线程和并发等主题的众多书籍中，Brian的这本书最具可读性，它通过循序渐进的方式将一些复杂的主题阐述得很清楚。我将本书推荐给Java Specialists?Newsletter的所有读者，因为它不仅有趣，而且很有用，它介绍了当前Java开发人员正在面对的许多问题。”
　　—Heinz Kabutz博士，Java Specialists?Newsletter的维护者
　　“我一直努力想使一些简单的问题变得更简单，然而本书已经简化了一个复杂但却关键的主题：并发。这本书采用了创新的讲解方法、简单明了的风格，它注定会成为一本非常重要的书。
　　—Bruce Tate，《Beyond Java》的作者
　　这本书为Java开发人员在线程编程领域提供了不可多得的知识。我在读这本书时受到了极大的启发，部分原因在于它详细地介绍了Java中并发领域的API，但更重要的却在于这本书以一种透彻并且易懂的方式来介绍复杂的并发知识，这是其他书籍很难媲美的。
　　—Bill Venners，《Inside the Java Virtual Machine》的作者