Java性能权威指南(第2版)

适读人群 ：本书面向Java程序员和性能优化工程师。

Java性能优化越来越难。曾经，通过引入即时编译器，能实现8倍的性能飞跃。而今，你可能会有疑问：Java性能还有多大的优化空间？本书直面这一问题，证明对于工程师而言，仍有很多工作可做！

1.业内老牌工程师编著，资历深厚眼光毒辣
本书作者从事Oracle云平台软件的性能优化工作。在加入Oracle之前，他是Sun公司的Java布道师，并在2001年加入Java性能工程小组。作为业内深耕多年的老牌工程师，他将自己多年的JAVA编程经验整合在书中，透彻解释了JVM和Java平台特性对应用程序性能的影响。
2.拒绝“治标不治本”
本书帮助你针对Java 8和Java 11的性能优化措施、工具和方法，从根本上理解应用程序性能欠佳的原因，并熟练地运用恰当的标志提升性能，随书附赠JVM调优标志速查表，含80余个常用调优标志
，让你不再盲目测试数以百计的Java标志效果。
3.更新内容，更新体验
本书相对于前书而言，专注于更加成熟的Java 8和Java 11，主要更新内容包括Java平台新特性（新型微基准测试工具、新的即时编译器、新的性能工具等）、Java 11新特性（紧凑字符串和字符串连接的增强等），也涉及到了GI垃圾回收器和Java飞行记录器，以及Java在容器化环境中运行方式的变化。
4.实用代码资源随书赠
本书附赠示例代码资源，更将新的术语与重点强调内容黑体划重点，不同代码以不同的字体排版展示，一目了然方便区分，阅读学习更简单。

本书内容要点：
* 理解Java平台特性和编译器如何影响性能
* 掌握Java垃圾回收机制
* 通过遵循4项原则来优化性能测试结果
* 使用JDK等工具了解Java应用程序的性能情况
* 通过编程实践来尽量降低垃圾回收器的不良影响
* 解决Java API的各种性能难题
* 改善数据库应用程序的性能

"奥克斯在书中给出了十分清晰的解释，这得益于他在Oracle公司和Sun公司的经历，以及他对JVM内部机制的深刻理解。我强烈推荐中高级Java程序员阅读这本书。"
--Andrew Binstock
Java Magazine总编

"这本书无疑是既通透又实用的JVM性能优化读物。如果你正受困于怪异的系统行为，或者正设法解决内存泄漏问题和垃圾回收问题，那么这本书能够帮你拨云见日。我将它推荐给每一位与JVM打交道的工程师。"
--Rod Hilton
Java工程师

"与第1版不同，奥克斯在这本书中涵盖的是Java 8和Java 11等成熟版本，深入讲述了性能测试方法和工具、JIT、垃圾回收算法与实践，以及线程同步等性能调优领域的重要问题，具有很大的参考价值。党老师以很快的速度将原著精华引荐给国内的工程师，这是技术书翻译的一次性能调优。这本书是目前Java性能调优领域不可多得的参考书，推荐给大家。"
--柳飞
《Java性能权威指南》第1版译者

"随着云计算和微服务大行其道，现代Java程序需要适配的计算环境日益多样化。如何在云时代充分发挥Java的性能优势是所有Java程序员都必然要面对的挑战。与此同时，Java垃圾回收技术也逐渐成熟，Java 1.3.1之前仅支持Serial GC，逐渐发展出了Parallel GC和CMS GC，在Java 8中还是实验特性的G1也在Java 11中正式切换成了缺省的生产特性。新的垃圾回收机制还在不断演进，譬如ZGC、Shenandoah等。我们可利用的Java性能分析工具箱更加丰富，譬

前言 xiii
第 1章　导论 1
1．1　概述 2
1．2　平台和约定 2
1．2．1　Java平台 2
1．2．2　硬件平台 4
1．3　全面的性能 6
1．3．1　写出更好的算法 6
1．3．2　写更少的代码 7
1．3．3　过早优化 8
1．3．4　其他：数据库永远是瓶颈 9
1．3．5　常见优化 9
1．4　小结 10
第 2章　性能测试方法 11
2．1　测试真实的应用程序 11
2．1．1　微基准测试 11
2．1．2　宏基准测试 15
2．1．3　介基准测试 16
2．2　理解吞吐量、批处理时间和响应时间 17
2．2．1　测量批处理时间17
2．2．2　测量吞吐量18
2．2．3　测量响应时间 19
2．3　理解可变性22
2．4　早测试、常测试 25
2．5　基准测试示例 27
2．5．1　Java 微基准测试工具 27
2．5．2　常用代码示例 34
2．6　小结 36
第3 章　Java 性能工具箱 38
3．1　操作系统工具和分析 38
3．1．1　CPU 使用率 39
3．1．2　CPU 运行队列 41
3．1．3　磁盘使用率 42
3．1．4　网络使用率 44
3．2　Java 监控工具 45
3．2．1　基本的VM 信息 46
3．2．2　线程信息 48
3．2．3　类信息 49
3．2．4　实时GC 分析 49
3．2．5　堆转储后期处理 49
3．3　性能分析工具 49
3．3．1　采样分析器 50
3．3．2　探查分析器 53
3．3．3　阻塞方法和线程时间线 54
3．3．4　原生分析器 55
3．4　JFR 57
3．4．1　Java Mission Control 57
3．4．2　JFR 概览 58
3．4．3　开启JFR 64
3．4．4　选择JFR 事件 67
3．5　小结 69
第4 章　使用即时编译器 70
4．1　即时编译器：概览 70
4．2　分层编译 73
4．3　常用的编译器标志 74
4．3．1　优化代码缓存 74
4．3．2　检查编译过程 75
4．3．3　分层编译级别 78
4．3．4　逆优化 79
4．4　高级编译器标志 82
4．4．1　编译阈值 82
4．4．2　编译线程 83
4．4．3　内联 85
4．4．4　逃逸分析 86
4．4．5　CPU 相关代码 87
4．5　分层编译的权衡 88
4．6　GraalVM 89
4．7　预编译 90
4．7．1　提前编译 90
4．7．2　GraalVM 原生编译 92
4．8　小结 93
第5 章　垃圾回收简介 95
5．1　垃圾回收概览 95
5．1．1　分代垃圾回收器97
5．1．2　GC 算法99
5．1．3　选择GC 算法101
5．2　GC 优化基础108
5．2．1　调整堆的大小 108
5．2．2　调整分代大小 110
5．2．3　调整元空间大小 112
5．2．4　控制并行113
5．3　GC 工具114
5．3．1　在JDK 8 中开启GC 日志 114
5．3．2　在JDK 11 中开启GC 日志 115
5．4　小结 118
第6 章　垃圾回收算法 119
6．1　理解Throughput 回收器 119
6．2　理解G1 垃圾回收器 125
6．3　理解CMS 回收器 136
6．4　高级优化 143
6．4．1　晋升和Survivor 空间143
6．4．2　分配大对象 146
6．4．3　AggressiveHeap 标志 152
6．4．4　完全掌控堆的大小 153
6．5　实验性GC 算法 154
6．5．1　并发压缩：ZGC 和Shenandoah 154
6．5．2　无回收：Epsilon GC 156
6．6　小结157
第7 章　堆内存最佳实践 159
7．1　堆分析 159
7．1．1　堆直方图160
7．1．2　堆转储161
7．1．3　内存溢出错误 164
7．2　减少内存使用 168
7．2．1　减小对象大小 169
7．2．2　使用延迟初始化171
7．2．3　使用不可变对象和标准化对象 175
7．3　对象生命周期管理 176
7．3．1　对象重用177
7．3．2　软引用、弱引用和其他引用181
7．3．3　压缩的普通对象指针193
7．4　小结194
第8 章　原生内存最佳实践195
8．1　内存占用195
8．1．1　测量内存占用 196
8．1．2　最小化内存占用197
8．1．3　原生内存跟踪 197
8．1．4　共享库原生内存201
8．2　针对操作系统的JVM 优化 204
8．3　小结208
第9 章　线程和同步性能 209
9．1　线程和硬件209
9．2　线程池和ThreadPoolExecutor 210
9．2．1　设置最大线程数210
9．2．2　设置最小线程数213
9．2．3　线程池任务大小215
9．2．4　设置ThreadPoolExecutor 的大小215
9．3　ForkJoinPool．217
9．3．1　工作窃取 221
9．3．2　自动并行化 223
9．4　线程同步 224
9．4．1　同步的代价 225
9．4．2　避免同步 228
9．4．3　伪共享 230
9．5　JVM 线程优化 233
9．5．1　优化线程栈大小 234
9．5．2　偏向锁234
9．5．3　线程优先级 235
9．6　监控线程和锁 235
9．6．1　查看线程235
9．6．2　查看阻塞线程 236
9．7　小结239
第 10 章　Java 服务器 240
10．1　Java NIO 概览 240
10．2　服务器容器 242
10．2．1　优化服务器线程池 242
10．2．2　异步Rest 服务器 243
10．3　异步出站调用246
10．4　JSON 处理251
10．4．1　解析和编组概览 252
10．4．2　JSON 对象 253
10．4．3　JSON 解析 254
10．5　小结 256
第 11 章　数据库性能最佳实践 257
11．1　示例数据库 258
11．2　JDBC 258
11．2．1　JDBC 驱动 258
11．2．2　JDBC 连接池 260
11．2．3　预处理语句和语句池 261
11．2．4　事务 262
11．2．5　结果集处理269
11．3　JPA270
11．3．1　优化JPA 写 271
11．3．2　优化JPA 读 272
11．3．3　JPA 缓存 275
11．4　Spring Data280
11．5　小结281
第 12 章　Java SE API 技巧282
12．1　字符串 282
12．1．1　压缩字符串 282
12．1．2　重复字符串和字符串保留283
12．1．3　字符串连接 288
12．2　缓冲I/O 291
12．3　类加载 293
12．4　随机数 296
12．5　Java 原生接口298
12．6　异常300
12．7　日志303
12．8　Java 集合API304
12．8．1　同步和非同步305
12．8．2　设置集合大小306
12．8．3　集合与内存效率 307
12．9　Lambda 和匿名类 308
12．10　流和过滤器的性能310
12．11　对象序列化 312
12．11．1　瞬时字段312
12．11．2　覆盖默认的序列化313
12．11．3　压缩序列化数据 315
12．11．4　跟踪重复对象317
12．12　小结 319
附录　调优标志总结 321