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

作者
张亚 周志明
丛书名
Java核心技术系列
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782005261811
简要
简介
这是一本揭示JVM字节码“黑科技”的著作，它从原理和应用两个维度深入剖析了JVM字节码。书中内容涉及JVM字节码的大部分应用场景，如Java性能优化、软件防护与破解、APM等，通过大量实战案例讲解了它在这些场景中的实操技巧。 本书共 12 章，从逻辑上分为两大部分。 第一部分：原理篇（第1~8章） 第1章详细剖析了class文件的内部结构；第2章介绍了字节码的概念以及Java虚拟机栈和栈帧的相关内容；第3章介绍了字节码的进阶知识，包括泛型擦除、synchronized 关键字、反射的底层实现原理；第4章介绍了javac编译器的原理，以及javac编译的七大阶段和各阶段的作用；第5章从字节码的角度介绍Kotlin的常见语法糖、coroutine 等原理；第6章介绍了ASM和Javassist这两个字节码操作工具；第7章介绍了Java Instrumentation的原理；第8章介绍了JSR 269 插件化注解处理原理。 第二部分：应用篇（第9~12章） 第9章介绍了字节码在cglib、Fastjson等框架上的应用；第10章介绍了反编译、破解、防破解和逆向工程的相关内容；第11章介绍了APM的概况、分布式跟踪的基本原理等。第12章详细介绍了Android dex文件的组成结构，以及Android字节码指令与Java字节码指令的区别。 ---------------------------深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）---------------------------
目录



---------------------------深入理解JVM字节码---------------------------


前　言
第1章　深入剖析 class 文件结构 1
1.1　初探 class 文件 1
1.2　class 文件结构剖析 3
1.2.1　魔数 4
1.2.2　版本号 6
1.2.3　常量池 7
1.2.4　Access flags 18
1.2.5　this_class、super_name、interfaces 19
1.2.6　字段表 20
1.2.7　方法表 23
1.2.8　属性表 25
1.3　使用 javap 查看类文件 30
1.4　小结 32
第2章　字节码基础 33
2.1字节码概述 33
2.2Java 虚拟机栈和栈帧 34
2.3　字节码指令 41
2.3.1　加载和存储指令 41
2.3.2　操作数栈指令 42
2.3.3　运算和类型转换指令 45
2.3.4　控制转移指令 46
2.3.5　for语句的字节码原理 48
2.3.6　switch-case底层实现原理 54
2.3.7　String的switch-case实现的字节码原理 55
2.3.8　++i和i++的字节码原理 60
2.3.9　try-catch-finally的字节码原理 63
2.3.10　try-with-resources 的字节码原理 71
2.3.11　对象相关的字节码指令 74
2.4　小结 77
第3章　字节码进阶 78
3.1　方法调用指令 78
3.1.1　invokestatic指令 79
3.1.2　invokevirtual指令 79
3.1.3　invokespecial指令 80
3.1.4　invokeinterface指令 80
3.1.5　invokedynamic指令 90
3.2　Lambda 表达式的原理 95
3.3　泛型与字节码 100
3.4　synchronized 的实现原理 102
3.5　反射的实现原理 106
3.5.1　反射方法源码分析 107
3.5.2　反射的inflation机制 109
3.6　小结 110
第4章　javac 编译原理简介 111
4.1　javac 源码调试 112
4.2　javac 的七个阶段 114
4.2.1　parse阶段 115
4.2.2　enter阶段 116
4.2.3　process阶段 118
4.2.4　attr阶段 118
4.2.5　flow阶段 121
4.2.6　desugar阶段 122
4.2.7　generate阶段 126
4.3　小结 129
第5章　从字节码角度看 Kotlin语言 130
5.1　Metadata 注解 130
5.2　顶层方法 132
5.3　object 单例 133
5.4　扩展方法 134
5.5　接口默认方法 135
5.6　默认参数 137
5.7　高级 for 循环 140
5.8　data class 142
5.9　多返回值 143
5.10　协程的实现原理 144
5.10.1　CPS 介绍 145
5.10.2　suspend 关键字 146
5.11　从字节码分析 Kotlin 编译器的bug 149
5.12　小结 153
第6章　ASM 和 Javassist 字节码操作工具 154
6.1　ASM 介绍 154
6.1.1　ASM Core API核心类 156
6.1.2　ASM操作字节码示例 158
6.2　Javassist 介绍 169
6.2.1　Javassist核心API 169
6.2.2　Javassist操作字节码示例 170
6.3　小结 174
第7章　Java Instrumentation 原理 175
7.1　Java Instrumentation 简介 175
7.2　Instrumentation 与 -javaagent启动参数 176
7.3　JVM Attach API 介绍 180
7.3.1　JVM Attach API基本使用 181
7.3.2　JVM Attach API的底层原理 183
7.4　小结 190
第8章　JSR 269 插件化注解处理原理 191
8.1　JSR 269 简介 191
8.2　抽象语法树操作 API 193
8.2.1　Names介绍 193
8.2.2　JCTree介绍 193
8.2.3　TreeMaker介绍 198
8.2.4　自定义注解处理实战 202
8.3　JSR 269 在常用框架上的应用 207
8.3.1　案例一：ButterKnife 207
8.3.2　案例二：Lombok 209
8.4　小结 212
第9章　字节码的应用 213
9.1　cglib 动态代理原理分析 213
9.1.1　cglib核心API介绍 214
9.1.2　cglib原理分析 216
9.2字节码在 Fastjson 上的应用 218
9.3　字节码在 Dubbo 上的应用 221
9.4　字节码在 JaCoCo 代码覆盖率上的应用 222
9.5　字节码在 Mock 上的应用 225
9.6　小结 227
第10章　软件破解和防破解 228
10.1　反编译 228
10.2　软件破解 229
10.2.1　破解方式一：直接修改class文件 230
10.2.2　破解方式二：javaagent无痛破解 232
10.3　软件防破解 234
10.3.1　自定义ClassLoader 234
10.3.2　JNI隐藏核心逻辑 237
10.3.3　基于JVMTI的加密方案 239
10.3.4　混淆 245
10.4　小结 250
第11章　全链路分布式跟踪与APM 251
11.1　全链路分布式跟踪介绍 251
11.1.1　什么是全链路分布式跟踪 252
11.1.2　OpenTracing基本术语 253
11.1.3　分布式跟踪的实现和上下文传递 254
11.2　见微知著之 APM 260
11.2.1　APM基本概念 260
11.2.2　APM的字节码注入实现 261
11.2.3　其他平台的APM实现 272
11.3　小结 273
第12章　Android字节码与 APM 274
12.1　dex 文件结构 274
12.1.1　header 276
12.1.2　string_ids 278
12.1.3　type_ids 280
12.1.4　proto_ids 281
12.1.5　field_ids 282
12.1.6　method_ids 283
12.1.7　class_defs 284
12.1.8　data 288
12.1.9　link_data 288
12.2　Android字节码 288
12.2.1　Android字节码概述 288
12.2.2　常见的字节码指令介绍 289
12.3　Gradle 插件编写 295
12.3.1　自定义Gradle插件 295
12.3.2　独立的 Gradle 插件项目 296
12.4　Android字节码注入原理 297
12.4.1　Transform API介绍 297
12.4.2　字节码注入代码实现 299
12.5　小结 301



---------------------------深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）---------------------------


前言
致谢
第一部分　走近Java
第1章　走近Java 2
1.1　概述 2
1.2　Java技术体系 3
1.3　Java发展史 4
1.4　Java虚拟机家族 12
1.4.1　虚拟机始祖：Sun Classic/Exact VM 12
1.4.2　武林盟主：HotSpot VM 13
1.4.3　小家碧玉：Mobile/Embedded VM 14
1.4.4　天下第二：BEA JRockit/IBM J9 VM 15
1.4.5　软硬合璧：BEA Liquid VM/Azul VM 16
1.4.6　挑战者：Apache Harmony/Google Android Dalvik VM 17
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



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