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

作者

周志明(美)Thomas H.Cormen Charles E.Leiserson Ronald L.Rivest Clifford Stein

丛书名

华章原创精品

出版社

机械工业出版社

ISBN

9781912101452

简要

简介

这是一部从工作原理和工程实践两个维度深入剖析JVM的著作，是计算机领域公认的经典，繁体版在台湾也颇受欢迎。 自2011年上市以来，前两个版本累计印刷36次，销量超过30万册，两家主要网络书店的评论近90000条，内容上近乎零差评，是原创计算机图书领域不可逾越的丰碑。 第3版在第2版的基础上做了重大修订，内容更丰富、实战性更强：根据新版JDK对内容进行了全方位的修订和升级，围绕新技术和生产实践新增逾10万字，包含近50%的全新内容，并对第2版中含糊、瑕疵和错误内容进行了修正。 全书一共13章，分为五大部分： 第一部分（第1章）走近Java 系统介绍了Java的技术体系、发展历程、虚拟机家族，以及动手编译JDK，了解这部分内容能对学习JVM提供良好的指引。 第二部分（第2~5章）自动内存管理 详细讲解了Java的内存区域与内存溢出、垃圾收集器与内存分配策略、虚拟机性能监控与故障排除等与自动内存管理相关的内容，以及10余个经典的性能优化案例和优化方法； 第三部分（第6~9章）虚拟机执行子系统 深入分析了虚拟机执行子系统，包括类文件结构、虚拟机类加载机制、虚拟机字节码执行引擎，以及多个类加载及其执行子系统的实战案例； 第四部分（第10~11章）程序编译与代码优化 . 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。 ---------------------------算法导论(原书第3版)--------------------------- 在有关算法的书中，有一些叙述非常严谨，但不够全面；另一些涉及了大量的题材，但又缺乏严谨性。本书将严谨性和全面性融为一体，深入讨论各类算法，并着力使这些算法的设计和分析能为各个层次的读者接受。全书各章自成体系，可以作为独立的学习单元；算法以英语和伪代码的形式描述，具备初步程序设计经验的人就能看懂；说明和解释力求浅显易懂，不失深度和数学严谨性。 《算法导论(原书第3版)》选材经典、内容丰富、结构合理、逻辑清晰，对本科生的数据结构课程和研究生的算法课程都是非常实用的教材，在IT专业人员的职业生涯中，本书也是一本案头必备的参考书或工程实践手册。 第3版的主要变化： 新增了van Emde Boas树和多线程算法，并且将矩阵基础移至附录。 修订了递归式（现在称为“分治策略”）那一章的内容，更广泛地覆盖分治法。 移除两章很少讲授的内容：二项堆和排序网络。 修订了动态规划和贪心算法相关内容。 流网络相关材料现在基于边上的全部流。 由于关于矩阵基础和Strassen算法的材料移到了其他章，矩阵运算这一章的内容所占篇幅更小。 修改了对Knuth-Morris-Pratt字符串匹配算法的讨论。 新增100道练习和28道思考题，还更新并补充了参考文献。

目录

---------------------------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 ---------------------------算法导论(原书第3版)--------------------------- 《算法导论(原书第3版)》 出版者的话 译者序 前言 第一部分　基础知识 第1章　算法在计算中的作用3 1.1　算法3 1.2　作为一种技术的算法6 思考题8 本章注记8 第2章　算法基础9 2.1　插入排序9 2.2　分析算法13 2.3　设计算法16 2.3.1　分治法16 2.3.2　分析分治算法20 思考题22 本章注记24 第3章　函数的增长25 3.1　渐近记号25 3.2　标准记号与常用函数30 思考题35 本章注记36 第4章　分治策略37 4.1　最大子数组问题38 4.2　矩阵乘法的Strassen算法43 4.3　用代入法求解递归式47 4.4　用递归树方法求解递归式50 4.5　用主方法求解递归式53 4.6　证明主定理55 4.6.1　对b的幂证明主定理56 4.6.2　向下取整和向上取整58 思考题60 本章注记62 第5章　概率分析和随机算法65 5.1　雇用问题65 5.2　指示器随机变量67 5.3　随机算法69 5.4　概率分析和指示器随机变量的进一步使用73 5.4.1　生日悖论73 5.4.2　球与箱子75 5.4.3　特征序列76 5.4.4　在线雇用问题78 思考题79 本章注记80 第二部分　排序和顺序统计量 第6章　堆排序84 6.1　堆84 6.2　维护堆的性质85 6.3　建堆87 6.4　堆排序算法89 6.5　优先队列90 思考题93 本章注记94 第7章　快速排序95 7.1　快速排序的描述95 7.2　快速排序的性能97 7.3　快速排序的随机化版本100 7.4　快速排序分析101 7.4.1　最坏情况分析101 7.4.2　期望运行时间101 思考题103 本章注记106 第8章　线性时间排序107 8.1　排序算法的下界107 8.2　计数排序108 8.3　基数排序110 8.4　桶排序112 思考题114 本章注记118 第9章　中位数和顺序统计量119 9.1　最小值和最大值119 9.2　期望为线性时间的选择算法120 9.3　最坏情况为线性时间的选择算法123 思考题125 本章注记126 第三部分　数据结构 第10章　基本数据结构129 10.1　栈和队列129 10.2　链表131 10.3　指针和对象的实现134 10.4　有根树的表示137 思考题139 本章注记141 第11章　散列表142 11.1　直接寻址表142 11.2　散列表143 11.3　散列函数147 11.3.1　除法散列法147 11.3.2　乘法散列法148 11.3.3　全域散列法148 11.4　开放寻址法151 11.5　完全散列156 思考题158 本章注记160 第12章　二叉搜索树161 12.1　什么是二叉搜索树161 12.2　查询二叉搜索树163 12.3　插入和删除165 12.4　随机构建二叉搜索树169 思考题171 本章注记173 第13章　红黑树174 13.1　红黑树的性质174 13.2　旋转176 13.3　插入178 13.4　删除183 思考题187 本章注记191 第14章　数据结构的扩张193 14.1　动态顺序统计193 14.2　如何扩张数据结构196 14.3　区间树198 思考题202 本章注记202 第四部分　高级设计和分析技术 第15章　动态规划204 15.1　钢条切割204 15.2　矩阵链乘法210 15.3　动态规划原理215 15.4　最长公共子序列222 15.5　最优二叉搜索树226 思考题231 本章注记236 第16章　贪心算法237 16.1　活动选择问题237 16.2　贪心算法原理242 16.3　赫夫曼编码245 16.4　拟阵和贪心算法250 16.5　用拟阵求解任务调度问题253 思考题255 本章注记257 第17章　摊还分析258 17.1　聚合分析258 17.2　核算法261 17.3　势能法262 17.4　动态表264 17.4.1　表扩张265 17.4.2　表扩张和收缩267 思考题270 本章注记273 第五部分　高级数据结构 第18章　B树277 18.1　B树的定义279 18.2　B树上的基本操作281 18.3　从B树中删除关键字286 思考题288 本章注记289 第19章　斐波那契堆290 19.1　斐波那契堆结构291 19.2　可合并堆操作292 19.3　关键字减值和删除一个结点298 19.4　最大度数的界300 思考题302 本章注记305 第20章　van Emde Boas树306 20.1　基本方法306 20.2　递归结构308 20.2.1　原型van Emde Boas结构310 20.2.2　原型van Emde Boas结构上的操作311 20.3　van Emde Boas树及其操作314 20.3.1　van Emde Boas树315 20.3.2　van Emde Boas树的操作317 思考题322 本章注记323 第21章　用于不相交集合的数据结构324 21.1　不相交集合的操作324 21.2　不相交集合的链表表示326 21.3　不相交集合森林328 *21.4　带路径压缩的按秩合并的分析331 思考题336 本章注记337 第六部分　图算法 第22章　基本的图算法341 22.1　图的表示341 22.2　广度优先搜索343 22.3　深度优先搜索349 22.4　拓扑排序355 22.5　强连通分量357 思考题360 本章注记361 第23章　最小生成树362 23.1　最小生成树的形成362 23.2　Kruskal算法和Prim算法366 思考题370 本章注记373 第24章　单源最短路径374 24.1　BellmanFord算法379 24.2　有向无环图中的单源最短路径问题381 24.3　Dijkstra算法383 24.4　差分约束和最短路径387 24.5　最短路径性质的证明391 思考题395 本章注记398 第25章　所有结点对的最短路径问题399 25.1　最短路径和矩阵乘法400 25.2　FloydWarshall算法404 25.3　用于稀疏图的Johnson算法409 思考题412 本章注记412 第26章　最大流414 26.1　流网络414 26.2　FordFulkerson方法418 26.3　最大二分匹配428 26.4　推送重贴标签算法431 26.5　前置重贴标签算法438 思考题446 本章注记449 第七部分　算法问题选编 第27章　多线程算法453 27.1　动态多线程基础454 27.2　多线程矩阵乘法465 27.3　多线程归并排序468 思考题472 本章注记476 第28章　矩阵运算478 28.1　求解线性方程组478 28.2　矩阵求逆486 28.3　对称正定矩阵和最小二乘逼近489 思考题493 本章注记494 第29章　线性规划495 29.1　标准型和松弛型499 29.2　将问题表达为线性规划504 29.3　单纯形算法507 29.4　对偶性516 29.5　初始基本可行解520 思考题525 本章注记526 第30章　多项式与快速傅里叶变换527 30.1　多项式的表示528 30.2　DFT与FFT531 30.3　高效FFT实现536 思考题539 本章注记541 第31章　数论算法543 31.1　基础数论概念543 31.2　最大公约数547 31.3　模运算550 31.4　求解模线性方程554 31.5　中国余数定理556 31.6　元素的幂558 31.7　RSA公钥加密系统561 31.8　素数的测试565 31.9　整数的因子分解571 思考题574 本章注记576 第32章　字符串匹配577 32.1　朴素字符串匹配算法578 32.2　RabinKarp算法580 32.3　利用有限自动机进行字符串匹配583 32.4　KnuthMorrisPratt算法588 思考题594 本章注记594 第33章　计算几何学595 33.1　线段的性质595 33.2　确定任意一对线段是否相交599 33.3　寻找凸包604 33.4　寻找最近点对610 思考题613 本章注记615 第34章　NP完全性616 34.1　多项式时间619 34.2　多项式时间的验证623 34.3　NP完全性与可归约性626 34.4　NP完全性的证明633 34.5　NP完全问题638 34.5.1　团问题638 34.5.2　顶点覆盖问题640 34.5.3　哈密顿回路问题641 34.5.4　旅行商问题644 34.5.5　子集和问题645 思考题647 本章注记649 第35章　近似算法651 35.1　顶点覆盖问题652 35.2　旅行商问题654 35.2.1　满足三角不等式的旅行商问题654 35.2.2　一般旅行商问题656 35.3　集合覆盖问题658 35.4　随机化和线性规划661 35.5　子集和问题663 思考题667 本章注记669 第八部分　附录：数学基础知识 附录A　求和672 A.1　求和公式及其性质672 A.2　确定求和时间的界674 思考题678 附录注记678 附录B　集合等离散数学内容679 B.1　集合679 B.2　关系682 B.3　函数683 B.4　图685 B.5　树687 B.5.1　自由树688 B.5.2　有根树和有序树689 B.5.3　二叉树和位置树690 思考题691 附录注记692 附录C　计数与概率693 C.1　计数693 C.2　概率696 C.3　离散随机变量700 C.4　几何分布与二项分布702 *C.5　二项分布的尾部705 思考题708 附录注记708 附录D　矩阵709 D.1　矩阵与矩阵运算709 D.2　矩阵基本性质712 思考题714 附录注记715 参考文献716 索引732

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