了得網計算機/網絡_揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現

編輯推薦

Java是一門非常流行的程序語言，但是，Java程序到底是如何運行的？如何寫出更高效的Java代碼……？這些令人困擾的問題，都可以從本書中找到答案。

隨著互聯網的極速發展，現在的Java 服務端應用需要應對極高的並發訪問和大量的數據交互，如果能深入地理解Java虛擬機的核心原理和實現細節，不僅可以幫助程序員自如地應對變化莫測的各類狀況，也可以幫助程序員寫出優秀高效的代碼。

《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》正是這樣一部修煉Java內功的武學秘笈。它不僅詳細闡述了JVM的設計思路與原理，讓讀者能夠深刻理解JVM的運行機制，而且更進一步地分析了JVM在發展過程中每一次技術選擇的必然性——這樣的分析讓讀者得以跨越時空，在思想上與前輩大師們產生共鳴，實現精神上的交流，真正領悟JVM的精髓。

更為難得的是，看似艱深莫測的“大道理”，卻被作者用曉暢明白、幽默有趣的文字層層化解了：本書在閱讀體驗上毫無枯燥之感，相反，卻能讓你在“頓悟”的當下，會心而笑，不忍釋卷！

不必猶豫，無須比較，就是它——《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》！

內容簡介

《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》從源碼角度解讀HotSpot的內部實現機制，本書主要包含三大部分——JVM數據結構設計與實現、執行引擎機制及內存分配模型。數據結構部分包括Java字節碼文件格式、常量池解析、字段解析、方法解析。每一部分都給出詳細的源碼實現分析，例如字段解析一章，從源碼層面詳細分析了Java字段重排、字段繼承等關鍵機制。再如方法解析一章，給出了Java多態特性在源碼層面的實現方式。《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》通過直接對源代碼的分析，從根本上梳理和澄清Java領域中的關鍵概念和機制。執行引擎部分包括Java方法調用機制、棧幀創建機制、指令集架構與解釋器實現機制。這一話題是《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》技術含量高的部分，需要讀者具備一定的彙編基礎。不過千萬不要被“彙編”這個詞給嚇著，其實在作者看來，彙編相比於高級語言而言，語法非常簡單，語義也十分清晰。執行引擎部分重點描述Java源代碼如何轉換為字節碼，又如何從字節碼轉換為機器指令從而能夠被物理CPU所執行的技術實現。同時詳細分析了Java函數堆棧的創建全過程，在源碼分析的過程中，帶領讀者從本質上理解到底什麼是Java函數堆棧和棧幀，以及棧幀內部的詳細結構。內存分配部分主要包括類型創建與加載、對像實例創建與內存分配，例如new關鍵字的工作機制，import關鍵字的作用，再如java.lang.ClassLoader.loadClass()接口的本地實現機制。《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》並不是簡單地分析源碼實現，而是在描述HotSpot內部實現機制的同時，分析了HotSpot如此這般實現的技術必然性。讀者在閱讀《揭秘Java虛擬機：JVM設計原理與實現》的過程中，將會在很多地方看到作者本人的這種思考。

作者簡介

大學學的是生物技術，但是對計算機保持濃厚興趣，當年對vb、matlab等語言和工具學的很熟練。畢業後跨界做了軟件開發，先後接觸了彙編、c、c 、php、asp、java等多種語言，開發過圖形庫、物聯網傳感器通信協議、GIS監控定位、電商平臺等。進入菜鳥之後，主導結算復雜的業務接入平臺化以及業務仿真繫統。

第1章 Java虛擬機概述1
1.1 從機器語言到Java——詹爺，你好1
1.2 兼容的選擇：一場生產力的革命6
1.3 中間語言翻譯10
1.3.1 從中間語言翻譯到機器碼11
1.3.2 通過C程序翻譯11
1.3.3 直接翻譯為機器碼13
1.3.4 本地編譯16
1.4 神奇的指令18
1.4.1 常見彙編指令20
1.4.2 JVM指令21
1.5 本章總結24
第2章 Java執行引擎工作原理：方法調用25
2.1 方法調用26第1章 Java虛擬機概述1
1.1 從機器語言到Java——詹爺，你好1
1.2 兼容的選擇：一場生產力的革命6
1.3 中間語言翻譯10
1.3.1 從中間語言翻譯到機器碼11
1.3.2 通過C程序翻譯11
1.3.3 直接翻譯為機器碼13
1.3.4 本地編譯16
1.4 神奇的指令18
1.4.1 常見彙編指令20
1.4.2 JVM指令21
1.5 本章總結24
第2章 Java執行引擎工作原理：方法調用25
2.1 方法調用26
2.1.1 真實的機器調用26
2.1.2 C語言函數調用41
2.2 JVM的函數調用機制47
2.3 函數指針53
2.4 CallStub函數指針定義60
2.5 _call_stub_entry例程72
2.6 本章總結115
第3章 Java數據結構與面向對像117
3.1 從Java算法到數據結構118
3.2 數據類型簡史122
3.3 Java數據結構之偶然性129
3.4 Java類型識別132
3.4.1 class字節碼概述133
3.4.2 魔數與JVM內部的int類型136
3.4.3 常量池與JVM內部對像模型137
3.5 大端與小端143
3.5.1 大端和小端的概念146
3.5.2 大小端產生的本質原因148
3.5.3 大小端驗證149
3.5.4 大端和小端產生的場景151
3.5.5 如何解決字節序反轉154
3.5.6 大小端問題的避免156
3.5.7 JVM對字節碼文件的大小端處理156
3.6 本章總結159
第4章 Java字節碼實戰161
4.1 字節碼格式初探161
4.1.1 準備測試用例162
4.1.2 使用javap命令分析字節碼文件162
4.1.3 查看字節碼二進制165
4.2 魔數與版本166
4.2.1 魔數168
4.2.2 版本號168
4.3 常量池169
4.3.1 常量池的基本結構169
4.3.2 JVM所定義的11種常量170
4.3.3 素的復合結構170
4.3.4 常量池的結束位置172
4.3.5 素總數量172
4.3.6 個素173
4.3.7 第二個素174
4.3.8 父類常量174
4.3.9 變量型素175
4.4 訪問標識與繼承信息177
4.4.1 access_flags177
4.4.2 this_class178
4.4.3 super_class179
4.4.4 interface179
4.5 字段信息180
4.5.1 fields_count180
4.5.2 field_info fields[fields_count]181
4.6 方法信息185
4.6.1 methods_count185
4.6.2 method_info methods[methods_count]185
4.7 本章回顧205
第5章常量池解析206
5.1 常量池內存分配208
5.1.1 常量池內存分配總體鏈路209
5.1.2 內存分配215
5.1.3 初始化內存223
5.2 oop-klass模型224
5.2.1 兩模型三維度225
5.2.2 體繫總覽227
5.2.3 oop體繫229
5.2.4 klass體繫231
5.2.5 handle體繫234
5.2.6 oop、klass、handle的相互轉換239
5.3 常量池klass模型（1）244
5.3.1 klassKlass實例構建總鏈路246
5.3.2 為klassOop申請內存249
5.3.3 klassOop內存清零253
5.3.4 初始化mark253
5.3.5 初始化klassOop._metadata258
5.3.6 初始化klass259
5.3.7 自指260
5.4 常量池klass模型（2）261
5.4.1 constantPoolKlass模型構建261
5.4.2 constantPoolOop與klass264
5.4.3 klassKlass終結符267
5.5 常量池解析267
5.5.1 constantPoolOop域初始化268
5.5.2 初始化tag269
5.5.3 解析素271
5.6 本章總結279
第6章類變量解析280
6.1 類變量解析281
6.2 偏移量285
6.2.1 靜態變量偏移量285
6.2.2 非靜態變量偏移量287
6.2.3 Java字段內存分配總結312
6.3 從源碼看字段繼承319
6.3.1 字段重排與補白319
6.3.2 private字段可被繼承嗎325
6.3.3 使用HSDB驗證字段分配與繼承329
6.3.4 引用類型變量內存分配338
6.4 本章總結342
第7章 Java棧幀344
7.1 entry_point例程生成345
7.2 局部變量表創建352
7.2.1 constMethod的內存布局352
7.2.2 局部變量表空間計算356
7.2.3 初始化局部變量區359
7.3 堆棧與棧幀368
7.3.1 棧幀是什麼368
7.3.2 硬件對堆棧的支持387
7.3.3 棧幀開闢與回收390
7.3.4 堆棧大小與多線程391
7.4 JVM的棧幀396
7.4.1 JVM棧幀與大小確定396
7.4.2 棧幀創建399
7.4.3 局部變量表421
7.5 棧幀深度與slot復用433
7.6 操作數棧與操作數棧復用436
7.7 本章總結439
第8章類方法解析440
8.1 方法簽名解析與校驗445
8.2 方法屬性解析447
8.2.1 code屬性解析447
8.2.2 LVT＆LVTT449
8.3 創建methodOop455
8.4 Java方法屬性復制459
8.5 ＜clinit＞與＜init＞461
8.6 查看運行時字節碼指令482
8.7 vtable489
8.7.1 多態489
8.7.2 C 中的多態與vtable491
8.7.3 Java中的多態實現機制493
8.7.4 vtable與invokevirtual指令500
8.7.5 HSDB查看運行時vtable502
8.7.6 miranda方法505
8.7.7 vtable特點總結508
8.7.8 vtable機制邏輯驗證509
8.8 本章總結511
第9章執行引擎513
9.1 執行引擎概述514
9.2 取指516
9.2.1 指令長度519
9.2.2 JVM的兩級取指機制527
9.2.3 取指指令放在哪532
9.2.4 程序計數器在哪裡534
9.3 譯碼535
9.3.1 模板表535
9.3.2 彙編器540
9.3.3 彙編549
9.4 棧頂緩存558
9.5 棧式指令集565
9.6 操作數棧在哪裡576
9.7 棧幀重疊581
9.8 entry_point例程機器指令586
9.9 執行引擎實戰588
9.9.1 一個簡單的例子588
9.9.2 字節碼運行過程分析590
9.10 字節碼指令實現597
9.10.1 iconst_3598
9.10.2 istore_0599
9.10.3 iadd600
9.11 本章總結601
第10章類的生命周期602
10.1 類的生命周期概述602
10.2 類加載605
10.2.1 類加載——鏡像類與靜態字段611
10.2.2 Java主類加載機制617
10.2.3 類加載器的加載機制622
10.2.4 反射加載機制623
10.2.5 import與new指令624
10.3 類的初始化625
10.4 類加載器628
10.4.1 類加載器的定義628
10.4.2 繫統類加載器與擴展類加載器創建634
10.4.3 雙親委派機制與破壞636
10.4.4 預加載638
10.4.5 引導類加載640
10.4.6 加載、鏈接與延遲加載641
10.4.7 父加載器645
10.4.8 加載器與類型轉換648
10.5 類實例分配649
10.5.1 棧上分配與逃逸分析652
10.5.2 TLAB655
10.5.3 指針踫撞與eden區分配657
10.5.4 清零658
10.5.5 偏向鎖658
10.5.6 壓棧與取指659
10.6 本章總結661

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