Programming for the Java™ Virtual Machine pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley Educational Publishers Inc

作者:Joshua Engel

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:1999-7-2

价格:USD 44.99

装帧:Mixed media product

isbn号码:9780201309720

丛书系列:

图书标签:

• Java
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深入探究底层机制与高级编程范式：软件工程的基石与未来 一部聚焦于软件系统核心架构、内存管理、并发控制以及高性能计算的权威著作，旨在为资深开发者、系统架构师和计算机科学研究人员提供一个全面且深入的视角，超越日常应用层开发，直抵驱动现代计算的底层逻辑。 本书并非针对特定应用领域的库或框架的入门指南，而是着眼于构建健壮、高效、可扩展软件系统的基本原理和高级技术。我们相信，真正的软件大师不仅要懂得如何使用工具，更要理解工具背后的“为什么”和“如何工作”。 第一部分：系统核心与内存模型重构 本部分将系统性地解构现代计算环境的底层约束与机遇，为理解高级编程范式打下坚实的基础。 1. 现代处理器架构与指令集效率剖析 (The Processor Landscape) 我们将深入探讨超标量、乱序执行、分支预测单元（BTB）的工作机制，以及它们如何影响程序执行的实际性能。重点分析缓存一致性协议（如MESI、MOESI）的运作方式，以及程序员如何通过数据布局优化（Data-Oriented Design, DOD）来最大化缓存命中率，显著减少内存延迟。我们还将探讨向量化指令（SIMD/AVX）的应用场景及其在特定算法（如矩阵运算、信号处理）中的优化潜力。 2. 内存层次结构与虚拟内存的艺术 (Hierarchies and Virtualization) 详细阐述从寄存器到磁盘的完整内存层次结构。本书将超越简单的“缓存分级”描述，深入研究TLB（转换后备缓冲器）的失效开销、内存页的分配与回收策略，以及操作系统如何通过虚拟内存管理实现进程隔离与内存保护。对于系统级编程者而言，理解缺页中断（Page Faults）的发生机制和处理流程至关重要。 3. 内存分配器的高级设计 (Advanced Allocator Design) 抛弃对标准库分配器的简单引用，本章将剖析 Slab 分配器、Buddy 系统以及 Jemalloc/TCMalloc 等高性能分配器的内部实现细节。我们将讨论锁前（Lock-free）分配策略、内存池（Memory Pooling）的有效实施，以及如何针对特定工作负载（如高频小对象分配）定制高效的内存管理单元，以减少内部碎片和外部碎片。 第二部分：并发性、并行性与同步的挑战 在多核成为常态的今天，有效管理并发是构建高性能系统的核心难题。本部分聚焦于同步原语的实现机制与高级无锁数据结构的构建。 4. 原子操作与内存屏障的底层语义 (Atomics and Memory Barriers) 这是理解现代并行编程的基石。我们将详细解析特定硬件架构上实现原子操作（Compare-and-Swap, Fetch-and-Add）的底层汇编指令（如 x86 的 LOCK 前缀）。更重要的是，我们将深入探讨内存屏障（Memory Fences/Barriers）的种类（Load/Store/Full Barrier）及其对编译器优化和硬件重排（Reordering）的精确控制作用。理解这些是编写正确且高效的并发代码的前提。 5. 无锁数据结构的设计与验证 (Lock-Free Data Structure Engineering) 本书将提供构建复杂无锁结构（如无锁队列、栈、哈希表）的详细蓝图。内容包括：基于 CAS 循环的实现、ABA 问题的规避技术、以及使用 RCU（Read-Copy-Update）等复杂同步原语的原理和应用。我们将通过严格的数学模型和实际案例来分析这些结构的并发安全性和性能边界。 6. 线程调度与上下文切换开销分析 (Scheduling and Context Switching) 探讨操作系统内核中的调度算法（如CFS、实时调度），以及线程（Thread）与协程/纤程（Fiber/Coroutines）在调度机制上的本质区别。核心在于量化上下文切换的真实成本（CPU 周期消耗），并指导开发者如何通过线程亲和性（Affinity）和细粒度同步来最小化这种开销。 第三部分：系统级性能分析与优化范式 软件性能优化是一个系统工程，需要精确的测量和深刻的洞察。本部分提供了一套系统的性能分析工具箱和优化方法论。 7. 性能剖析与追踪技术 (Profiling and Tracing Methodologies) 超越简单的函数耗时统计，我们将深入研究基于硬件性能计数器（PMC，如Intel PT/LBR）的采样与确定性剖析技术。介绍火焰图（Flame Graphs）的生成原理、eBPF/BCC 在内核级追踪中的强大能力，以及如何识别和量化缓存未命中、TLB 未命中、分支预测失败等“隐藏”的性能瓶颈。 8. I/O 模型的演进与高性能网络 (I/O Models and High-Performance Networking) 分析传统阻塞 I/O、非阻塞 I/O、I/O 多路复用（Select/Poll/Epoll/Kqueue）的内在机制和性能权衡。重点剖析现代零拷贝（Zero-Copy）技术（如 Linux 中的 `sendfile`、`splice`）在数据传输管道中的应用，以及如何通过 RDMA（Remote Direct Memory Access）技术来突破网络协议栈的性能限制，实现近内存级别的远程数据访问。 9. 可靠性、容错性与故障注入测试 (Reliability Engineering) 构建具有韧性的系统。本章讨论错误检测机制的设计，包括心跳机制、状态机监控和 Checksum 校验的应用。引入混沌工程（Chaos Engineering）的概念，指导读者如何设计和执行故障注入测试，以主动暴露系统在极端条件下的弱点，从而在生产环境部署前强化其鲁棒性。 --- 本书适合对象： 具有数年经验的软件工程师、需要深入理解底层系统以解决性能瓶颈的架构师、专注于高性能计算（HPC）或低延迟系统的开发者，以及希望从应用层深入到操作系统和硬件交互层面的计算机科学研究人员。阅读本书需要对汇编语言、操作系统原理和数据结构有扎实的理解。 这不是一本关于“如何快速构建应用”的书，而是一本关于“如何构建能够经受时间考验、挑战性能极限的基础软件系统”的工程手册。

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说实话，这本书的购买体验有点像参加一场高强度的学术研讨会，而不是轻松阅读一本畅销书。它对抽象概念的掌握要求极高，如果读者对编译原理或者操作系统基础没有初步了解，读起来可能会非常吃力，很多地方需要反复查阅参考文献或者回头翻阅前面的章节才能真正理清逻辑线。我特别喜欢它在探讨类加载委托模型时所使用的比喻，虽然比喻本身很贴切，但要将其与ClassLoader的实际继承链和命名空间隔离机制完全对应起来，还是需要一番脑力激荡。这本书的成功之处在于，它敢于直面那些在教程中经常被一笔带过、但却是决定程序生死存亡的关键点——比如异常处理表（Exception Table）在字节码层面的映射，或者方法内联的决策依据。读完它，你不会立刻写出更快的代码，但你会对任何性能问题的根源产生一种近乎本能的直觉判断，这是任何框架教程都无法给予的。

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这本《Programming for the Java™ Virtual Machine》实在是太令人兴奋了！我最近沉迷于深入理解JVM的底层运作机制，市面上很多书籍要么过于理论化，要么只停留在Java语言层面，无法真正触及字节码、类加载器和内存模型的内核。这本书，给我的感觉就像是拿到了一份详尽的JVM“蓝图”，它不仅仅是告诉你“怎么用”Java，而是清晰地展示了Java代码是如何在虚拟机中被“执行”和“管理”的。尤其是它对JIT（Just-In-Time）编译器的剖析，那种从高级语言到机器码的逐步转换过程，被作者用极其清晰的逻辑和丰富的实例串联起来，让我这个原本对性能优化有些畏惧的开发者，一下子豁然开朗。读完关于栈帧结构和本地方法调用的章节后，我立刻回去重构了几个关键的性能瓶颈点，效果立竿见影。这本书的深度和广度都超出了我的预期，它真正填补了我在“知其所以然”到“知其所以所以然”之间的知识鸿沟。对于任何想从Java“使用者”蜕变为“架构师”的工程师来说，这本书绝对是案头必备的宝典，它让JVM不再是一个黑箱，而成为了可以被精确掌控的引擎。

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我拿着这本书跑了很久的“马拉松”。市面上大多数Java书籍都专注于框架、并发或者设计模式，似乎把JVM本身当作一个不言自明的基础设施。然而，这本书的视角极其独特，它仿佛是一个经验老道的JVM工程师在向你倾囊相授他多年来调试和观察的经验结晶。我特别欣赏作者在描述垃圾回收算法时所采用的对比分析法，他没有简单地罗列CMS、G1或ZGC的特点，而是通过模拟不同对象分配和存活率的场景，展示了每种算法在特定压力下的行为表现和潜在的停顿时间。这种场景驱动的讲解方式，远比纯粹的理论推导来得生动和实用。看完之后，我对如何为我们公司的微服务集群选择最合适的GC策略有了清晰的判断。唯一的“缺点”可能就是，这本书的排版和图示略显陈旧，但内容质量之高，足以让人忽略这些表面的瑕疵。它更像一本传世的经典，而非追逐潮流的快餐读物。

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坦白说，我最初是冲着书名里那个“Virtual Machine”的字样去的，希望能找到一些关于C++或Rust等底层语言与JVM交互的黑魔法，但这本书的侧重点完全出乎我的意料，它几乎是围绕着Java语言本身如何被编译、校验、解释和优化的完整生命周期展开的。我必须承认，这本书的文字密度极高，初读起来需要反复咀嚼，尤其是在涉及常量池结构和Class文件格式解析的那几章，感觉就像在阅读一份技术规范文档。它的叙述风格非常严谨、一丝不苟，几乎没有多余的修饰词，每一个技术点都配有精确的语法结构图和对应的字节码指令集示例。这种硬核的风格对于习惯了轻松阅读材料的读者来说可能有些门槛，但我个人却非常享受这种“硬碰硬”的学习过程。这本书没有给你现成的“胶水代码”，而是逼着你去理解每一个指令的意义，这对于需要进行JVM调优、内存泄漏排查或者编写自定义类加载器的资深开发者来说，是无价之宝。它塑造的不是技巧，而是底层思维模式。

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这本书的价值在于它展现了“跨平台”的真正含义。当我们谈论Java的“一次编写，到处运行”时，往往停留在表面。这本书却深入挖掘了这种“一次编译”背后的复杂机制——字节码的平台无关性与目标机器的特定优化之间的微妙平衡。我原以为我对Java的静态编译部分已经了解得够深，直到我读到它对早期字节码校验器（Verifier）工作原理的详尽描述，才意识到语言规范的严谨性远超我的想象。它详细解释了为什么某些看似合法的Java代码在字节码层面会被虚拟机拒绝执行，这种对安全模型的深度剖析，极大地增强了我对Java生态系统信任度的认知。这本书更像是一本“反向工程”指南，它教你如何像JVM一样去思考Java程序。对于那些对Java语言规范的细节有吹毛求疵倾向的开发者，这本书无疑是提供了一个权威的、可供深入钻研的圣经级参考。

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对于初学者适用。浅显的介绍了Java 字节码在虚拟机上的运行机制。但技术细节并未深入。跳过了另外两种语言在JVM上实现的部分。

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对于初学者适用。浅显的介绍了Java 字节码在虚拟机上的运行机制。但技术细节并未深入。跳过了另外两种语言在JVM上实现的部分。

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java字节码相关的使用,有点汇编的意思,就是<java assembly language>. 相当不错,直接使用jvm指令编写java程序,还提供了一个Oolong assembler,学习jvm指令最好的方式了.

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java字节码相关的使用,有点汇编的意思,就是<java assembly language>. 相当不错,直接使用jvm指令编写java程序,还提供了一个Oolong assembler,学习jvm指令最好的方式了.

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对于初学者适用。浅显的介绍了Java 字节码在虚拟机上的运行机制。但技术细节并未深入。跳过了另外两种语言在JVM上实现的部分。