“蚓無爪牙之利，筋骨之強，上食埃土，下飲黃泉，用心一也。蟹六跪而二螯，非蛇蟮之穴無可寄托者，用心躁也”。對於技術人員來說，如果長期忽略自身技術的根基而去一昧地追求高層框架技術，這無疑是舍本求末的做法。
相較於C或C++程序員，我發現Java程序員更容易忽視基礎技術。JVM的出現，為程序員屏蔽了操作繫統與硬件的細節，使得程序員從諸如內存管理這樣的繁瑣任務中解放出來。但這不並等同於允許Java程序員放棄對基礎的重視。我們是否有過這樣的經歷，在遇到內存故障、丟包、網絡協議設計、資源瓶頸、證書、二進制等問題時，往往會覺得比較棘手，在尋求解決思路時更是顯得力不從心。這實質上是自身技術遇到了瓶頸難以突破所致。可怕的是，想去深究的時候卻無從下手。
我寫這本書的初衷是為了喚起Java程序員對於基礎技術的重視。事實上，任何平臺的程序員都應當了解平臺的基本特性、實現機制以及接口，這是提高自身修養的必經之路。對於Java程序員來說，我們需要了解的平臺就是JVM。了解JVM的基本實現機制，不僅對於解決實際應用中諸如GC等虛擬機問題時有直接幫助，還有利於我們更好地理解語言本身。
所幸的是，Oracle官方已經將虛擬機項目的源碼開放出來，這對於我們來說簡直就是福音。本書將以OpenJDK和HotSpot為素材，深入淺出地講解我們熟悉的一款虛擬機產品的實現。除了Java程序員，從事與Java或JVM相關的開發、測試、運維等技術人員也將在《HotSpot實戰》中獲益。

陳濤，碩士，畢業於中國科技大學。現就職於網易公司旗下的網易寶，從事在線支付繫統的設計與開發工作。在從事Java工作之前 ，曾有過Linux內核及驅動開發工作經驗。熱衷於專研技術，對編程語言和JVM比較感興趣。工作之餘 ，喜歡足球和武俠帶來的樂趣。目前正在“專研”的課題是如何做一名稱職的奶爸。

陳濤是網易寶的核心開發人員之一，同時維護了網易寶的多個繫統。網易寶是網易官方的在線支付繫統，對開發工程師的技術要求極高。他喜歡專研技術，知識面寬，不僅對Java、C、C++熟悉，對操作繫統底層也很熟悉，能夠將理論很好地應用於實踐中。本書便是他潛心研究和實踐的成果。
——趙剛，網易寶繫統負責人，資深技術專家

陳濤在Java開發領域知識的深度和廣度給我留下了深刻的印像。本書深入淺出地介紹了JVM技術，強調實踐應用。對於想深入研究JVM並希望快速取得進展的開發人員來說，本書非常具有實用價值，是Java開發水平更上一層樓的階石。
——陳雙輝，現任通策集團信息事業部CTO，曾在摩托羅拉移動擔任Senior PM。

第1章初識HotSpot1
1．1JDK概述2
1．1．1JCP與JSR3
1．1．2JDK的發展歷程4
1．1．3Java 7的語法變化7
1．2動手編譯虛擬機13
1．2．1源代碼下載13
1．2．2HotSpot源代碼結構13
1．2．3搭建編譯環境15
1．2．4編譯目標16
1．2．5編譯過程17
1．2．6編譯常見問題19
1．3實戰：在HotSpot內調試HelloWorld20
1．3．1認識GDB21
1．3．2準備調試腳本22
1．4小結26

第2章啟動28
2．1HotSpot內核28
2．1．1如何閱讀源代碼28
2．1．2HotSpot內核框架36
2．1．3Prims37
2．1．4Services39
2．1．5Runtime43
2．2啟動46
2．2．1Launcher46
2．2．2虛擬機生命周期48
2．2．3入口：main函數50
2．2．4主線程51
2．2．5InitializeJVM函數53
2．2．6JNI_CreateJavaVM函數55
2．2．7調用Java主方法56
2．2．8JVM退出路徑 56
2．3繫統初始化57
2．3．1配置OS模塊58
2．3．2配置繫統屬性60
2．3．3加載繫統庫61
2．3．4啟動線程62
2．3．5vm_init_globals函數：初始化全局數據結構65
2．3．6init_globals函數：初始化全局模塊65
2．4小結69

第3章類與對像70
3．1對像表示機制71
3．1．1OOP-Klass二分模型71
3．1．2Oops模塊71
3．1．3OOP框架與對像訪問機制73
3．1．4Klass與instanceKlass79
3．1．5實戰：用HSDB調試HotSpot82
3．2類的狀態轉換87
3．2．1入口：Class文件87
3．2．2類的狀態92
3．2．3加載96
3．2．4鏈接101
3．2．5初始化104
3．2．6實戰：類的“族譜”107
3．2．7實戰：繫統字典111
3．3創建對像113
3．3．1實例對像的創建流程114
3．3．2實戰：探測JVM內部對像116
3．4小結119

第4章運行時數據區120
4．1堆121
4．1．1Java的自動內存管理121
4．1．2堆的管理122
4．2線程私有區域125
4．2．1PC125
4．2．2JVM棧126
4．3方法區126
4．3．1紐帶作用127
4．3．2常量池130
4．3．3常量池緩存：ConstantPoolCache133
4．3．4方法的表示：methodOop134
4．3．5方法的解析：將符號引用轉換成直接引用138
4．3．6代碼放在哪裡：ConstMethodOop141
4．3．7實戰：探測運行時常量池142
4．4性能監控數據區：Perf Data147
4．4．1描述這段空間：PerfMemory147
4．4．2查看148
4．4．3生產150
4．5轉儲151
4．5．1用VisualVM進行轉儲分析151
4．5．2JVM Crash153
4．6小結158

第5章垃圾收集159
5．1堆與GC160
5．1．1垃圾收集160
5．1．2分代收集162
5．1．3快速分配165
5．1．4棧上分配和逸出分析167
5．1．5GC公共模塊167
5．2垃圾收集器170
5．2．1設計演進170
5．2．2CMS收集器175
5．2．3G1收集器180
5．3實戰：性能分析方法184
5．3．1獲取GC日志184
5．3．2GC監控信息187
5．3．3內存分析工具189
5．3．4選擇合適的收集器與GC性能評估190
5．3．5不要忽略JVM Crash日志195
5．4小結196

第6章棧197
6．1硬件背景：了解真實機器198
6．1．1程序是如何運行的198
6．1．2x86與棧幀199
6．1．3ARM對Java硬件級加速：Jazelle技術202
6．2Java棧203
6．2．1寄存器式指令集與棧式指令集203
6．2．2HotSpot中的棧204
6．2．3棧幀207
6．2．4充分利用寄存器資源210
6．2．5虛擬機如何調用Java函數212
6．2．6優化：棧頂緩存221
6．2．7實戰：操作數棧223
6．3小結228

第7章解釋器和即時編譯器229
7．1概述230
7．2解釋器如何工作231
7．2．1Interpreter模塊232
7．2．2Code模塊234
7．2．3字節碼表235
7．2．4Code Cache236
7．2．5InterpreterCodelet與Stub隊列239
7．2．6Code生成器241
7．2．7模板表與轉發表244
7．2．8實戰：InterpreterCodelet247
7．3即時編譯器250
7．3．1概述250
7．3．2編譯器模塊251
7．3．3編譯器的基本結構252
7．3．4實戰：編譯原理實踐，了解編譯中間環節255
7．4小結267

第8章指令集268
8．1再說棧式指令集268
8．2數據傳送270
8．2．1局部變量、常量池和操作數棧之間的數據傳送270
8．2．2數據傳送指令272
8．2．3實戰：數組的越界檢查277
8．3類型轉換279
8．4對像的創建和操作281
8．5程序流程控制282
8．5．1控制轉移指令282
8．5．2條件轉移283
8．5．3無條件轉移284
8．5．4復合條件轉移285
8．5．5實戰：switch語句如何使用String287
8．6運算290
8．6．1加法：iadd290
8．6．2取負：ineg291
8．7函數的調用和返回292
8．7．1Java函數分發機制：VTABLE與ITABLE293
8．7．2invoke繫列指令297
8．7．3動態分發：覆蓋299
8．7．4靜態分發：重載302
8．8異常305
8．8．1異常表305
8．8．2創建異常306
8．8．3try-catch309
8．8．4finally311
8．9小結312

第9章虛擬機監控工具313
9．1Attach機制314
9．1．1AttachProvider與VirtualMachine314
9．1．2命令的下發：execute()317
9．1．3命令的執行：Attach Listener守護線程319
9．2查看JVM進程320
9．2．1用jps查看Java進程320
9．2．2實戰：定制jps，允許查看庫路徑323
9．3查看和配置JVM326
9．3．1用jinfo查看JVM參數配置326
9．3．2實戰：擴展flags選項，允許查看命令行參數330
9．4堆內存轉儲工具332
9．4．1Heap Dump332
9．4．2原理333
9．5堆轉儲分析337
9．5．1Heap Dump分析工具：jhat337
9．5．2實戰：MAT分析過程340
9．6線程轉儲分析343
9．6．1jstack343
9．6．2實戰：如何分析資源等待344
9．7小結347