深入理解-JVM&G1 GC pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周明耀 著

图书标签:

• JVM
• G1GC
• 垃圾回收
• 性能调优
• Java
• 虚拟机
• 内存管理
• 并发
• HotSpot
• 底层原理

店铺： 江阴新华书店图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121314681

商品编码：23431190575

包装：平装-胶订

开本：128

出版时间：2017-06-01

内容介绍
　　G1GC提出了不确定性Region，每个空闲Region不是为某个固定年代准备的，它是灵活的，需求驱动的，所以G1GC代表了XJ性。 　　《深入理解JVM＆G1GC》主要为学习Java语言的学生、初级程序员提供GC的使用参考建议及经验，着重介绍了G1GC。中国的软件开发行业已经有几十年了，从目前的行业发展来看，单纯的软件公司很难有发展，目前流行的云计算、物联网企业实际上是综合性IT技术的整合，这J需要有综合能力的程序员。《深入理解JVM＆G1GC》作者力求做到知识的综合传播，而不是仅仅针对Java虚拟机和GC调优进行讲解，也力求每一章节都有实际的案例支撑。《深入理解JVM＆G1GC》具体包括以下几方面：JVM基础知识、GC基础知识、G1GC的深入介绍、G1GC调优建议、JDK自带工具使用介绍等。 　　通读《深入理解JVM＆G1GC》后，读者可以深入了解G1GC性能调优的许多主题及相关的综合性知识。读者也可以把《深入理解JVM＆G1GC》作为参考，对于感兴趣的主题，直接跳到相应章节寻找答案。

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　　★《深入理解JVM ＆ G1 GC》不仅有技术实践，还有设计原理和目标

　　★让你深入掌握GC，积累更多技术与经验，

　　★更好地提升产品性能

 
目录
目　　录 序 VII 前言 IX D1章　JVM ＆ GC基础知识 1 1.1　引言 2 1.2　基本术语 3 1.2.1　Java相关术语 4 1.2.2　JVM/GC通用术语 24 1.2.3　G1涉及术语 56 1.3　本章小结 62 D2章　JVM ＆ GC深入知识 63 2.1　Java虚拟机内存模型 64 2.1.1　程序计数器 65目　　录

序 VII
前言 IX
D1章　JVM ＆ GC基础知识 1
1.1　引言 2
1.2　基本术语 3
1.2.1　Java相关术语 4
1.2.2　JVM/GC通用术语 24
1.2.3　G1涉及术语 56
1.3　本章小结 62
D2章　JVM ＆ GC深入知识 63
2.1　Java虚拟机内存模型 64
2.1.1　程序计数器 65
2.1.2　虚拟机栈 66
2.1.3　本地方法栈 72
2.1.4　Java堆 73
2.1.5　方法区 79
2.2　垃圾收集算法 82
2.2.1　引用计数法 82
2.2.2　根搜索算法 83
2.2.3　标记-清除算法（Mark-Sweep） 85
2.2.4　复制算法（Copying） 87
2.2.5　标记-压缩算法（Mark-Compact） 89
2.2.6　增量算法（Incremental Collecting） 90
2.2.7　分代收集算法（Generational Collecting） 91
2.3　Garbage Collection 92
2.3.1　GC概念 92
2.3.2　垃圾收集器分类 93
2.3.3　Serial收集器 94
2.3.4　ParNew收集器 96
2.3.5　Parallel收集器 99
2.3.6　CMS收集器 102
2.3.7　Garbage First（G1）GC 106
2.4　常见问题解析 112
2.4.1　jmap -heap或-histo不能用 112
2.4.2　YGC越来越慢 112
2.4.3　JavaYJ代去哪儿了 114
2.5　本章小结 116
D3章　G1 GC应用示例 117
3.1　范例程序 118
3.2　选项解释及应用 124
3.3　本章小结 166
D4章　深入G1 GC 167
4.1　G1 GC概念简述 168
4.1.1　背景知识 168
4.1.2　G1的垃圾回收机制 169
4.1.3　G1的区间设计灵感 169
4.2　G1 GC分代管理 172
4.2.1　年轻代 172
4.2.2　年轻代回收暂停 173
4.2.3　大对象区间 174
4.2.4　混合回收暂停 176
4.2.5　回收集合及其重要性 178
4.2.6　RSet及其重要性 178
4.2.7　并行标记循环 182
4.2.8　评估失败和WQ回收 186
4.3　G1 GC使用场景 186
4.4　G1 GC论文原文翻译（部分） 187
4.4.1　开题 187
4.4.2　数据结构/机制 188
4.4.3　未来展望 190
4.5　本章小结 191
D5章　G1 GC性能优化方案 192
5.1　G1的年轻代回收 193
5.2　年轻代优化 203
5.3　并行标记阶段优化 205
5.4　混合回收阶段 207
5.4.1　初步介绍 207
5.4.2　深入介绍 208
5.5　如何避免出现GC失败 210
5.6　引用处理 211
5.6.1　观察引用处理 212
5.6.2　引用处理优化 213
5.7　本章小结 214
D6章　JVM诊断工具使用介绍 215
6.1　SA基础介绍 216
6.2　SA工具使用实践 217
6.2.1　如何启动SA 217
6.2.2　SA原理及使用介绍 222
6.3　其他工具介绍 231
6.3.1　GCHisto 231
6.3.2　JConsole 232
6.3.3　VisualVM 236
6.4　本章小结 238 显示全部信息

在线试读
　　2.2.1　引用计数法 　　引用计数法（Reference Counting）在GC执行垃圾回收之前，1先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为已经死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。 　　引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器J加1，D引用失效时，引用计数器J减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象AJ不可能再被使用。也J是说，引用计数器的实现只需要为每个对象配置一个整形的计数器即可。引用计数器算法的一大优势J是不用等待内存不够用的时候，才进行垃圾的回收，WQ可以在赋值操作的同时检查计数器是否为0，如果是的话J可以立即回收。 　　但是引用计数器有一个严重的问题，即无法处理循环引用的情况。一个简单的循环引用问题的描述如下：有对象A和对象B，对象A中含有对象B的引用，对象B中含有对象A的引用。此时，对象A和对象B的引用计数器都不为0，但是在系统中却不存在任何D3个对象引用了A或B。也J是说，A和B是应该被回收的垃圾对象，但由于垃圾对象间相互引用，从而使垃圾回收器无法识别，引起内存泄漏。 　　如图2-6所示，构造了一个列表，将Z后一个元素的next属性指向D一个元素，即引用D一个元素，从而构成循环引用。这个时候如果将列表的头head赋值为null，此时列表的各个元素的计数器都不为0，同时也失去了对列表的引用控制，从而导致列表元素不能被回收。 　　引用计数器拥有一些特性，1先它需要单D的字段存储计数器，这样的做法增加了存储空间的开销。其次，每次赋值都需要更新计数器，这增加了时间开销。再者，垃圾对象便于辨识，只要计数器为0，J可作为垃圾回收。接下来它能方便及时地回收垃圾，没有延迟性。Z后不能解决循环引用的问题。正是由于Z后一条致命缺陷，导致在Java的垃圾回收器中没有使用这类算法。

　　2.2.1　引用计数法

 

　　引用计数法（Reference Counting）在GC执行垃圾回收之前，1先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为已经死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。

 

　　引用计数器的实现很简单，对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器J加1，D引用失效时，引用计数器J减1。只要对象A的引用计数器的值为0，则对象AJ不可能再被使用。也J是说，引用计数器的实现只需要为每个对象配置一个整形的计数器即可。引用计数器算法的一大优势J是不用等待内存不够用的时候，才进行垃圾的回收，WQ可以在赋值操作的同时检查计数器是否为0，如果是的话J可以立即回收。

 

　　但是引用计数器有一个严重的问题，即无法处理循环引用的情况。一个简单的循环引用问题的描述如下：有对象A和对象B，对象A中含有对象B的引用，对象B中含有对象A的引用。此时，对象A和对象B的引用计数器都不为0，但是在系统中却不存在任何D3个对象引用了A或B。也J是说，A和B是应该被回收的垃圾对象，但由于垃圾对象间相互引用，从而使垃圾回收器无法识别，引起内存泄漏。

 

　　如图2-6所示，构造了一个列表，将Z后一个元素的next属性指向D一个元素，即引用D一个元素，从而构成循环引用。这个时候如果将列表的头head赋值为null，此时列表的各个元素的计数器都不为0，同时也失去了对列表的引用控制，从而导致列表元素不能被回收。

 

　　引用计数器拥有一些特性，1先它需要单D的字段存储计数器，这样的做法增加了存储空间的开销。其次，每次赋值都需要更新计数器，这增加了时间开销。再者，垃圾对象便于辨识，只要计数器为0，J可作为垃圾回收。接下来它能方便及时地回收垃圾，没有延迟性。Z后不能解决循环引用的问题。正是由于Z后一条致命缺陷，导致在Java的垃圾回收器中没有使用这类算法。

 

　　2.2.2　根搜索算法

 

　　HotSpot和大部分JVM都是使用根搜索算法作为垃圾标记的算法实现。前面介绍过的引用计数算法尽管实现简单，执行效率也不错，但是该算法本身却存在一个较大的弊端，甚至会影响到垃圾标记的准确性。由于引用计数算法会为程序中的每一个对象都创建一个私有的引用计数器，D目标对象被其他存活对象引用时，引用计数器中的值则会加1，不再引用时便会减1，D引用计数器中的值为0的时候，J意味着该对象已经不再被任何存活对象引用，可以被标记为垃圾对象。采用这种方式看起来似乎没有任何问题，但是如果一些明显已经死亡了的对象尽管没有被任何的存活对象引用，但是它们彼此之间却存在相互引用时，引用计数器中的值则永远不会为0，这样便会导致GC在执行内存回收时永远无法释放掉这种无用对象所占用的内存空间，J有可能引发内存泄漏。

 

　　相对于引用计数算法而言，根搜索算法不仅同样具备实现简单和执行高效等特点，更重要的是该算法可以有效地解决在引用计数算法中一些已经死亡的对象因相互引用而导致的无法正确被标记的问题，防止内存泄漏的发生。简单来说，根搜索算法是以根对象集合为起始点，按照从上至下的方式搜索被根对象集合所连接的目标对象是否可达（使用根搜索算法后，内存中的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着），如果目标对象不可达，J意味着该对象已经死亡，便可以在instanceOopDesc[ HotSpot在C 代码中用instanceOopDesc类来表示Java对象，而该类继承oopDesc，所以HotSpot中的Java对象也自然拥有oopDesc所声明的头部。]的Mark World中将其标记为垃圾对象。在根搜索算法中，只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象。在HotSpot中，根对象集合中包含了5个元素，Java栈内的对象引用、本地方法栈内的对象引用、运行时常量池中的对象引用、方法区中类静态属性的对象引用以及与一个类对应的W一数据类型的Class对象。

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《Java虚拟机与内存管理：从底层原理到实践优化》 内容简介： 在纷繁复杂的软件开发领域，Java以其跨平台、面向对象、健壮性等特性，长期占据着核心地位。然而，要真正驾驭Java，仅仅掌握语法和API是远远不够的。隐藏在语言之下的，是Java虚拟机（JVM）这台强大的“引擎”，以及其精妙绝伦的内存管理机制。本书正是为那些渴望触及Java本质、精通JVM底层原理、并在实际开发中实现性能飞跃的开发者而精心打造。 本书并非泛泛而谈，而是以“深入理解”为目标，层层剖析Java虚拟机的工作机制。我们将从最基础的JVM内存模型入手，详细解析堆（Heap）、栈（Stack）、方法区（Method Area）、程序计数器（PC Register）、本地方法栈（Native Method Stack）等各个区域的划分、作用以及生命周期。你将了解到，每一次Java对象的创建、方法调用的发生，背后都涉及JVM内存的精细运作。我们将揭示对象在堆中的存储细节，变量在栈中的传递方式，以及方法区如何存储类信息、常量池和即时编译（JIT）代码。 理解了内存区域，我们自然会深入到Java垃圾回收（Garbage Collection, GC）的核心。垃圾回收是JVM自动管理内存的关键，它直接关系到程序的性能和稳定性。本书将系统地梳理经典的垃圾回收算法，包括标记-清除（Mark-Sweep）、标记-整理（Mark-Compact）、复制（Copying）等，并详细阐述它们的工作原理、优缺点以及适用场景。在此基础上，我们将重点解析当前主流的几种垃圾回收器，例如Serial、Parallel、CMS（Concurrent Mark Sweep）以及尤为重要的G1（Garbage-First）垃圾回收器。 对于G1垃圾回收器，本书将投入大量篇幅进行详尽的讲解。G1作为一种面向服务器的、并行、并发、区域化的垃圾回收器，以其预测停顿时间（Predictive Pause Time）的特性，在大型Java应用中备受青睐。我们将深入剖析G1的区域化内存模型（Region-based Memory Model），以及其垃圾回收的整个生命周期，包括初始化（Initialization）、年轻代垃圾回收（Young GC）、混合垃圾回收（Mixed GC）、并发标记（Concurrent Marking）、清理（Cleanup）等阶段。你将了解到G1如何高效地选择回收区域，如何进行并发标记和清理，以及如何通过调整参数来达到期望的GC停顿时间。此外，本书还将探讨G1可能遇到的挑战，如吞吐量与延迟的权衡，以及如何根据实际应用场景进行调优。 除了理论的深度，本书更注重实践的指导。我们将提供大量真实场景下的JVM调优案例，结合具体的生产环境问题，演示如何使用各种JVM工具，如`jps`、`jstat`、`jmap`、`jstack`、MAT（Memory Analyzer Tool）、VisualVM等，来诊断和分析JVM的内存泄漏、性能瓶颈、GC停顿等问题。你将学会如何阅读GC日志，理解GC日志中的各种指标，并据此制定有效的调优策略。我们将演示如何通过调整JVM启动参数，例如堆大小 `-Xms`、`-Xmx`，新生代大小 `-Xmn`，GC线程数 `-XX:ParallelGCThreads`，以及G1相关的参数如 `-XX:MaxGCPauseMillis`、`-XX:G1HeapRegionSize`等，来优化JVM的运行效率。 本书的内容涵盖了Java内存管理从宏观到微观的各个层面。在宏观层面，我们将讨论Java内存模型的可见性、原子性和顺序性问题，以及Java内存模型（JMM）与CPU缓存一致性协议（MESI等）之间的关系，为理解并发编程中的“可见性”和“原子性”提供坚实的基础。在微观层面，我们将深入到对象的创建、引用的类型（强引用、软引用、弱引用、虚引用）及其在垃圾回收中的作用，以及字符串常量池、类加载机制、类初始化时机等影响内存布局和GC行为的关键概念。 本书的目标读者包括： 有一定Java基础，渴望深入理解JVM底层原理的开发者。 在实际开发中遇到JVM性能问题，需要进行调优的工程师。 对Java内存模型、垃圾回收机制、并发编程感兴趣的研究者。 希望提升Java应用稳定性和执行效率的技术管理者。 阅读本书，你将不再是简单地使用Java，而是真正理解Java“如何工作”，并能主动地解决和预防Java应用中的各种性能和内存问题。我们将引导你走出“知其然，不知其所以然”的困境，让你成为一名更具洞察力、更可靠的Java开发者，能够自信地应对复杂的系统挑战，为构建高性能、高可用的Java应用奠定坚实的基础。 本书的每一章节都力求做到内容翔实、逻辑清晰、图文并茂，并辅以精心设计的示例代码和实验。我们相信，通过本书的学习，你将能够： 清晰地阐述Java内存模型，并理解其对并发编程的影响。 熟练掌握JVM的内存区域划分及其生命周期。 深入理解各种垃圾回收算法的原理和适用场景。 精通G1垃圾回收器的内部机制，并能有效进行调优。 掌握使用JVM工具诊断和解决内存及性能问题的技巧。 能够独立进行JVM参数调优，以达到最佳的性能表现。 理解Java对象的引用类型及其在内存管理中的作用。 掌握类加载与初始化的细节，以及它们与内存的关系。 无论你是初入Java开发的新手，还是经验丰富的架构师，本书都将为你提供宝贵的知识和实用的技能，帮助你在Java技术栈上更上一层楼，构建出真正强大、高效的应用程序。现在，就让我们一起踏上这场深入理解Java虚拟机与内存管理的精彩旅程吧！

评分☆☆☆☆☆

我最近刚开始读《深入理解-JVM&G1 GC》，说实话，一开始是被它的名字吸引的。我一直觉得JVM是一个很玄乎的东西，尤其是垃圾回收，感觉像是个黑盒子，不知道里面到底是怎么运作的。这本书的开篇就给了我很大的惊喜。它没有上来就讲一堆晦涩难懂的理论，而是从一个很自然的切入点——“为什么需要垃圾回收”开始，一步步引出JVM的内存模型。我特别喜欢它对新生代、老年代、Eden区、Survivor区这些概念的解释，感觉就像在给我们讲故事一样，把原本枯燥的内存划分讲得生动形象。然后到了G1 GC的部分，我原本以为会是一场硬仗，但作者的讲解方式出乎意料地清晰。他把G1 GC比作一个聪明的“区域划分管理者”，详细讲解了如何将堆划分为一个个小区域，以及如何通过“区域优先”的策略来高效地进行垃圾回收。书中的配图也非常给力，很多复杂的流程图都画得非常简洁明了，让我能够快速抓住重点。而且，书中还提到了如何通过一些JVM参数来调优G1 GC，这一点对我来说非常实用，因为我经常在工作中遇到性能瓶颈，希望这本书能提供一些实操的解决方案。目前还在学习中，但已经感受到这本书的价值了。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我爱不释手的JVM和G1 GC方面的著作。《深入理解-JVM&G1 GC》这本书给我的第一印象就是“透彻”。它不像市面上很多讲解JVM的书籍那样，只停留在表面，而是真正地深入到JVM的内部，为你揭开那层神秘的面纱。作者在解释JVM的内存模型时，就像一位经验丰富的导游，带领我们一步步探索堆、栈、元空间等各个区域的奥秘，并且清晰地阐述了它们各自的职责和生命周期。尤其让我印象深刻的是关于G1 GC的章节。我之前对G1 GC的了解仅限于它是“一种高效的垃圾回收器”，但这本书让我明白了它为何高效，它是如何通过将整个Java堆划分为多个大小相等的区域，并根据区域的垃圾量进行优先收集的。书中的很多插图都非常有帮助，例如描述G1 GC的收集过程、暂停时间预测模型等，都让我能够非常直观地理解这些复杂的算法。此外，作者还分享了一些关于JVM参数调优的实用技巧，以及如何通过监控工具来分析GC日志，这对于我们这些实际开发中需要关注性能的开发者来说，具有极高的参考价值。这本书的深度和广度都让我非常满意，它绝对是我书架上的一本常备参考书。

评分☆☆☆☆☆

读完《深入理解-JVM&G1 GC》的几章，我最大的感受就是“豁然开朗”。我之前在学习JVM和GC时，总感觉很多概念像是隔着一层纱，看不真切。这本书就像是一把钥匙，一下子就打开了我的思维。作者的写作风格非常独特，他擅长将复杂的概念拆解开来，用类比、故事化的方式来讲解，使得原本枯燥的技术内容变得生动有趣。比如，他讲解JVM内存模型的时候，用“大酒店”来比喻堆内存，每个区域的功能就像酒店的不同服务部门，非常形象。而对于G1 GC，作者更是花费了大量的篇幅进行深入剖析，从它的“全局视野”到“区域优先”的收集策略，再到如何平衡吞吐量和延迟，都解释得非常清楚。我特别喜欢书中关于G1 GC如何进行增量式收集的讲解，以及它如何通过预测模型来选择收集的区域，这让我对G1 GC的“智能”有了更深的认识。此外，书中还提供了一些关于如何观察JVM运行状态、分析GC日志的技巧，这些都是我们在实际工作中经常会遇到的问题，有了这本书，感觉解决起来会更有章法。总而言之，这本书的讲解方式和内容深度都让我非常满意，它确实能帮助我们“深入理解”JVM和G1 GC。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在Java开发领域摸爬滚打多年的老兵，最近入手了一本名为《深入理解-JVM&G1 GC》的书，虽然内容还没有完全消化，但初步的翻阅已经让我受益匪浅，对JVM和G1 GC的理解上升到了一个新的层次。这本书的优点在于其内容的深度和广度。它并没有停留在表面的API介绍，而是深入挖掘了JVM底层的运行机制，从类加载、内存模型到垃圾回收算法，都进行了详尽的阐述。特别是G1 GC部分，作者用非常直观的方式，结合大量的图示和代码示例，将G1 GC的区域划分、垃圾回收流程、暂停时间预测等核心概念一一剖析。我之前对G1 GC的理解一直有些模糊，总是觉得它很复杂，难以掌握。但通过这本书的学习，我仿佛打通了任督二脉，对G1 GC的工作原理有了清晰的认识，也明白了它在不同场景下如何进行优化。书中对于堆内存、栈内存、元空间等各个内存区域的划分和作用的讲解也十分到位，帮助我更准确地判断和解决内存溢出、内存泄漏等常见问题。此外，作者在书中穿插了一些实战案例，让理论知识与实际应用紧密结合，大大增强了学习的趣味性和有效性。总而言之，这本书对于想要深入理解JVM和G1 GC的开发者来说，无疑是一本不可多得的宝典。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《深入理解-JVM&G1 GC》这本书，还没来得及深入研读，但仅仅是粗略翻阅，我就被其扎实的内容和清晰的逻辑所折服。作为一名程序员，对JVM的理解程度直接影响到程序性能的优化和问题的排查效率，而G1 GC作为当前主流的垃圾回收器，更是重中之重。这本书的亮点在于它并没有局限于理论的堆砌，而是通过大量的图示、流程图以及源码级别的分析，将JVM的内部机制，特别是G1 GC的运作原理，展示得淋漓尽致。我特别欣赏作者对于JVM内存模型和垃圾回收算法的讲解，他能够将复杂的概念化繁为简，用通俗易懂的语言来阐述，让即使是初学者也能快速入门。对于G1 GC，作者详细介绍了其分代、分区、区域收集、增量式收集等关键技术，并且深入剖析了其在不同场景下的适用性和调优策略。书中还涉及了一些JVM调优的实战技巧，这对于我这种需要在生产环境中处理性能问题的开发者来说，无疑是雪中送炭。我相信，通过这本书的学习，我能够更精准地定位JVM性能瓶颈，并有效地进行调优，从而提升我开发程序的健壮性和效率。