ガベージコレクションのアルゴリズムと実装

ガベージコレクションのアルゴリズムと実装 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:秀和システム
作者:中村 成洋
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2010-03-18
价格:JPY 33.60
装帧:単行本
isbn号码:9784798025629
丛书系列:
图书标签:
  • GC
  • 虚拟机
  • VM
  • 计算机语言
  • 内存管理
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  • 程序设计
  • Ruby
  • 垃圾回收
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  • 编程
  • 计算机科学
  • 数据结构
  • 性能优化
  • Java
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具体描述

深入探索现代编程语言的内存管理奥秘 书名: 动态内存的艺术:从底层机制到高效策略 作者: [此处可填入一位在系统编程或高级语言设计领域有建树的虚构专家姓名] 出版社: [此处可填入一家侧重于技术深度和学术严谨性的出版社名称] --- 内容概述 本书旨在为系统程序员、编译器开发者、高级语言设计者以及对计算机底层运行机制抱有浓厚兴趣的读者,提供一套全面、深入且富有实践指导意义的动态内存管理知识体系。我们不再局限于对某一特定运行时环境的描述,而是着眼于内存分配与回收这一跨越所有高级编程范式的核心挑战,探索其背后的数学原理、工程权衡以及前沿研究方向。 第一部分:内存模型的基石与挑战 (The Foundations of Memory Models) 本部分首先建立起理解高效内存管理的理论基础。我们从硬件层面入手,详细剖析现代处理器如何处理缓存一致性、虚拟内存分页机制,以及内存访问延迟对软件性能的实际影响。随后,本书将内存分配策略置于一个宏大的工程背景下进行考察: 1. 操作系统的角色与限制: 深入分析内核级内存分配器(如 slab, buddy system)的工作原理,探讨用户空间程序如何通过系统调用(如 `mmap`, `sbrk`)与内核进行交互,并识别出这些交互在性能上的瓶颈所在。 2. 内存碎片化研究: 我们将碎片化问题分类——内部碎片、外部碎片、以及时间上的碎片化。通过量化分析不同分配模式(如固定大小分配与可变大小分配)下碎片的演化过程,为后续优化策略奠定数据基础。 3. 分配器的设计哲学: 探讨早期的基本分配器(如 `dlmalloc`)的核心思想,包括空闲链表管理、边界标签(boundary tags)的使用及其带来的开销。本书对比不同数据结构在查找合适块时的复杂度,强调在性能与内存占用之间的微妙平衡。 第二部分:手动分配的精细控制与性能调优 (Manual Allocation: Precision and Performance Tuning) 在许多需要极限性能的场景中,手动管理内存仍是不可替代的手段。本部分聚焦于如何构建或定制高性能的手动内存分配器,着重于提高局部性和并发性。 1. 区域分配器(Arena/Region Allocation): 详尽阐述区域分配(或称作“生命周期分配”)的概念。分析其优势在于极快的释放速度,并提供如何设计一个高效的区域清理机制,以应对复杂的对象生命周期交错问题。我们将探讨如何在不使用垃圾回收机制的前提下,实现类似效果的快速清理。 2. Thread-Local Storage (TLS) 分配: 针对多线程环境下的竞争问题,我们深入探讨无锁(lock-free)和锁(lock-based)TLS分配器的设计模式。详细解析如何利用线程本地的内存池,显著减少全局锁的竞争,从而提升并行程序的扩展性。内容包括基于 LIFO 或 FIFO 的局部缓存策略,以及如何处理TLS池满载时的回退机制。 3. 内存池与对象预分配: 针对特定对象(如小型结构体、固定大小缓冲区)的频繁创建与销毁,本书提供了一套构建高效内存池(Memory Pooling)的完整指南。这包括如何处理初始化开销、如何优化池的查找效率,以及在池被外部对象引用时如何进行安全释放的策略讨论。 第三部分:现代运行时内存管理的先进策略 (Advanced Strategies in Modern Runtimes) 本部分将视角转向当今主流编程语言运行时中采用的复杂内存管理技术,这些技术旨在自动化内存维护,同时保持可接受的性能。 1. 引用计数机制的深度剖析: 不仅仅是简单的计数,本书将详细探讨循环引用的问题及其解决方案(如使用弱引用、扫描机制)。分析原子操作在实现并发引用计数时的性能代价,并对比基于乐观计算的计数策略。 2. 分代与实时分析: 介绍现代标记-清除(Mark-and-Sweep)和复制(Copying)收集器中的“分代假设”(Generational Hypothesis)。我们用数学模型来证明为什么将新对象与旧对象隔离能够显著减少需要扫描的总内存量。深入讲解新生代(Nursery)与老年代(Tenured Space)的设计参数及其对暂停时间(Pause Time)的影响。 3. 并发与增量式收集器: 这是一个技术难点所在。本书详细阐述如何设计并发的内存管理系统,使收集器能够在应用程序线程运行时安全地执行扫描和移动操作。重点讲解屏障(Write Barriers)的类型——正如读屏障(Read Barrier)和写屏障(Write Barrier)——如何保证数据结构在收集器线程和应用线程并发访问时的正确性。我们将分析 Stop-The-World (STW) 暂停的最小化策略。 4. 非分块(Non-Blocking)与压缩技术: 探讨移动式垃圾回收器(Compacting Collectors)如何解决碎片问题,并分析对象移动操作对应用程序的影响。我们将详细研究延迟排序(Lazy Compaction)和基于指针更新的压缩技术,这些技术是实现低延迟系统(如实时交易系统)的关键。 第四部分:面向未来的内存架构与新兴挑战 (Future Directions and Emerging Challenges) 最后,本书展望内存管理的未来发展趋势,特别是在异构计算和大规模并发场景下的新需求。 1. NUMA 架构下的内存感知: 分析非一致性内存访问(NUMA)对传统分配器的挑战,并介绍如何设计“节点本地”的分配器,以最大化地利用局部内存带宽。 2. 持久化内存(PMEM)的编程范式: 探讨 NVDIMM 等新技术如何模糊了内存与存储的界限,以及如何针对性地设计内存分配和同步策略来充分利用其特性。 3. 内存隔离与安全扩展: 讨论硬件辅助的安全机制(如 MTE, CHERI 架构的早期概念)如何与软件层面的内存管理协同工作,以防止缓冲区溢出和UAF(Use-After-Free)等严重安全漏洞。 目标读者 本书适合拥有扎实的C/C++或系统级编程经验,并希望理解其所使用的语言(如Java, C, Go, Rust等)运行时内部机制的工程师。特别推荐给编译器工程师、高性能计算(HPC)开发者,以及任何致力于构建具有极致稳定性和可预测性能的软件系统的专业人士。本书不假设读者熟悉任何单一的垃圾回收器实现,而是提供一套通用的、可应用于不同环境的评估和设计框架。

作者简介

目录信息

读后感

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全书分成算法和实现两个部分。从简单算法讲到复杂的,以丰富的图片解释说明了算法的过程,还是比较容易读的,并且中间会穿插一些GC界论文的related work,还是比较有趣的。但是,对算法的使用场景和对比之前各个算法优缺点大都只是一笔带过,并且真的就是只讲算法,完全脱离算...

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全书分成算法和实现两个部分。从简单算法讲到复杂的,以丰富的图片解释说明了算法的过程,还是比较容易读的,并且中间会穿插一些GC界论文的related work,还是比较有趣的。但是,对算法的使用场景和对比之前各个算法优缺点大都只是一笔带过,并且真的就是只讲算法,完全脱离算...

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全书分成算法和实现两个部分。从简单算法讲到复杂的,以丰富的图片解释说明了算法的过程,还是比较容易读的,并且中间会穿插一些GC界论文的related work,还是比较有趣的。但是,对算法的使用场景和对比之前各个算法优缺点大都只是一笔带过,并且真的就是只讲算法,完全脱离算...

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下面纯粹是看书时的碎碎念,可能跟正文内容没多关系,主要都是在说翻译的事。 一开始读的时候还好,后面读着读着越发觉得翻译错误多了起来。最后真受不了,买了原文照着看,边看边吐槽。 前面好几个错误编辑修正了,后面那些至今(16.10.25)没人管【update: 10.26 一下子全确...  

用户评价

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这本书的书名,听起来就有一种“化繁为简”的魔力。我一直觉得,编程语言的背后,隐藏着许多我们日常开发时几乎不会去触碰,但又至关重要的机制。垃圾回收(Garbage Collection, GC)绝对是其中之一。它就像是软件世界里的“清洁工”,默默地处理着那些不再被需要的东西,让程序能够持续、高效地运行。我非常期待这本书能够深入浅出地解释GC的各种算法,比如各种标记(Marking)策略、清除(Sweeping)方法,还有像三色标记(Tri-color Marking)这样高级的技术。我尤其对“并发”和“并行”GC的实现感兴趣,因为在多核处理器日益普及的今天,如何让GC在不显著影响程序运行效率的情况下工作,是现代GC设计的核心挑战。这本书会不会提供一些关于GC的性能指标,比如STW(Stop-the-World)时间、吞吐量(Throughput)和延迟(Latency),以及如何衡量和优化这些指标?我希望作者能够像一位经验丰富的园丁,不仅向我们展示GC这棵“大树”的生长规律,还能告诉我们如何“修剪”它,让它长得更茁壮,更有效率。总而言之,这本书对我来说,不仅仅是一本技术书,更是一种对软件底层运作机制的深刻理解,是一种对“何以为高效”的探索。

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这本书的书名,让我立刻联想到那些在代码世界里默默无闻,却又至关重要的“清道夫”。作为一名对计算机底层原理有着浓厚兴趣的程序员,我对内存管理,特别是自动内存回收机制,一直抱有极大的好奇心。我总觉得,理解GC的算法和实现,是通往“成为一名优秀的程序员”的必经之路。我迫切地想知道,这本书会如何带领我一步步揭开GC的神秘面纱。它会不会从最基础的“引用计数”(Reference Counting)说起,然后循序渐进地介绍“标记-清除”(Mark-and-Sweep)等经典算法?我特别期待书中能够深入讲解“标记-整理”(Mark-and-Compact)算法,以及像“分代收集”(Generational Collection)这样能够大幅提升GC效率的核心思想。更重要的是,“実装”这个词,让我看到了这本书的实用价值。我希望书中能够提供一些不同编程语言(比如Java、C++、Go、Python)中GC实现的具体案例,甚至是一些伪代码的展示,让我能够直观地理解这些算法是如何被转化为实际代码的。我甚至期待,作者会分享一些关于GC性能调优的“秘诀”,比如如何通过调整堆大小、垃圾回收器类型,以及其他相关参数来优化程序的内存使用效率。这本书,对我而言,绝对是提升我技术深度的一块重要拼图。

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当我在书架上看到这本书时,一种强烈的学习欲望瞬间被点燃。我一直以来都对计算机科学的底层原理充满好奇,而内存管理,尤其是垃圾回收机制,更是我一直想要深入理解的领域。这本书的书名,精准地概括了我的兴趣点——“ガベージコレクションのアルゴリズムと実装”。我非常期待这本书能带领我系统地学习各种垃圾回收算法,从最基础的“标记-清除”(Mark-and-Sweep)到更复杂的“分代回收”(Generational GC),再到如今广泛应用的“并发标记-清除”(Concurrent Mark-and-Sweep)等。我希望书中能够详细解释每种算法的工作原理,包括它们是如何识别“垃圾”的,以及如何回收这些“垃圾”以释放内存。更重要的是,“実装”这个词,让我看到了这本书的实践价值。我希望作者能够提供一些不同编程语言中垃圾回收实现的具体案例,甚至是一些伪代码,让我能够更直观地理解这些算法是如何在现实世界中工作的。我甚至期待,书中会探讨一些关于垃圾回收器性能调优的经验分享,比如如何通过调整堆大小、选择合适的垃圾回收器类型,以及如何分析GC日志来解决性能问题。这本书,在我看来,是提升我编程功底,让我能够写出更高效、更稳定程序的宝贵资源。

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我最近迷上了一个关于程序性能优化的主题,特别是内存管理这块。之前在工作中,偶尔会遇到一些性能瓶颈,但因为不是直接负责内存这块,所以了解得都比较皮毛。这次偶然看到这本书的标题,就觉得它简直是为我量身定做的!“ガベージコレクションのアルゴリズムと実装”,这几个字精准地击中了我的需求。我非常好奇作者会如何系统地介绍各种垃圾回收算法,比如 Mark-and-Sweep,Copying,以及那些更现代的、例如分代回收(Generational Garbage Collection)和并发回收(Concurrent Garbage Collection)的算法。我希望能看到它们各自的原理,优缺点,以及它们在不同场景下的适用性。更重要的是,“実装”这两个字让我看到了希望!我不仅想了解理论,更想知道这些算法是如何在实际的编程语言(比如 Java, C++, Go 甚至是 JavaScript)中实现的。作者会不会提供一些具体的代码示例,甚至是伪代码?我期待能看到一些关于垃圾回收器调优的经验分享,比如如何设置堆大小,如何选择合适的回收器类型,以及如何通过分析 GC 日志来定位和解决性能问题。这本书,在我看来,绝对是提升我作为一名程序员的内功,让我能够写出更高效、更稳定程序的宝贵财富。我甚至在想,读完这本书,我应该就能自信地去应对那些困扰我已久的内存泄漏和性能问题了。

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这本书的书名,在我看来,就像是打开了一个通往代码世界“幕后”的窗口。我一直对软件是如何运行的,特别是内存是如何被高效管理的,感到非常着迷。垃圾回收(GC)作为现代编程语言中一个至关重要的机制,却常常是我们日常开发中“看不见”的部分。我迫切地想知道,这本书会如何揭示GC的奥秘。它会不会从GC的基本概念入手,然后一步步介绍各种不同的GC算法,比如“标记-清除”(Mark-and-Sweep)、“复制”(Copying)、“标记-整理”(Mark-and-Compact)等等?我尤其对书中会如何解释“分代垃圾回收”(Generational Garbage Collection)这一思想感到好奇,因为它极大地提高了GC的效率。而“実装”(Implementation)这个词,则让我对这本书的实用性充满了期待。我希望书中能够提供一些关于GC在实际编程语言(如Java、C++、Go)中是如何实现的案例,甚至是一些代码片段或伪代码,让我能够更清晰地理解这些算法是如何转化为可执行的代码的。此外,我还在期待书中能有一些关于GC性能调优的技巧和经验分享,比如如何通过调整堆大小、选择合适的GC算法,以及如何分析GC日志来解决性能瓶颈。总之,这本书对我而言,是一次深入理解程序运行机制,提升代码质量的绝佳机会。

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光是看到这本书的书名,我就已经开始心潮澎湃了。作为一个热爱钻研技术细节的开发者,我对“垃圾回收”这个概念一直充满了好奇。它就像是软件世界里的“管家”,默默地为我们打理着内存空间,保证程序的顺畅运行。这本书的标题,“ガベージコレクションのアルゴリズムと実装”,准确地捕捉到了我想要探索的两个关键点:算法本身和它的实际应用。我非常期待书中能够深入浅出地讲解各种垃圾回收算法的原理,比如,是如何判断哪些内存对象是“垃圾”的?又是如何将它们有效地“回收”?我希望作者能够详细介绍像“标记-清除”(Mark-and-Sweep)、“复制”(Copying)、“标记-整理”(Mark-and-Compact)这些经典算法,以及更现代的、例如“分代回收”(Generational GC)和“并发回收”(Concurrent GC)等技术。而“実装”(Implementation)这个词,则让我看到了这本书的实践意义。我希望书中能够提供一些不同编程语言中GC实现的案例,甚至是一些伪代码,让我能够更直观地理解这些算法是如何被转化为可执行的代码的。我还在期待,书中能有一些关于GC性能调优的经验分享,比如如何通过调整堆大小、选择合适的GC类型,甚至是如何分析GC日志来解决实际问题。总而言之,这本书,在我看来,是一次深度理解程序运行机制,提升软件工程能力的绝佳机会。

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我常常在思考,我们编写的代码,在执行过程中到底发生了什么?尤其是在内存这个层面,那些我们不再需要的数据,是如何被“清理”掉的?这本书的书名,就像一道闪电,瞬间照亮了我一直以来模糊的认知。我迫不及待地想知道,作者会如何以一种引人入胜的方式,来讲述“垃圾回收”这个概念。它会不会从“什么是垃圾”开始,然后娓娓道来地介绍各种不同的“回收算法”?我非常好奇,那些经典的算法,比如“标记-清除”(Mark-and-Sweep)和“复制”(Copying)算法,它们各自的优劣势分别是什么?它们在不同的应用场景下,又会有怎样的表现?而“实现”这个词,则让我看到了这本书的实际价值。我希望这本书不仅仅停留在理论的层面,更能深入到具体的实现细节。作者会不会提供一些代码示例,甚至是伪代码,来展示这些算法是如何在实际的编程语言中被实现的?我甚至期待,书中会探讨一些关于“并发垃圾回收”(Concurrent Garbage Collection)和“增量垃圾回收”(Incremental Garbage Collection)这样的高级话题,因为在如今多线程、高性能的计算环境中,这些技术显得尤为重要。总而言之,这本书,在我看来,是一次深入代码“内心”的旅行,一次对“如何让程序更聪明地管理资源”的探索。

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当我在书店里看到这本书的时候,我的第一反应就是:“终于来了!”。作为一个长期在JVM生态圈中摸爬滚打的开发者,垃圾回收算法的演进和实现是我一直以来都非常关注且着迷的领域。从早期的Serial GC,到Parallel GC,再到CMS,以及现在普遍使用的G1 GC,甚至还有ZGC和Shenandoah GC这样的低延迟 GC,每一种算法的出现和演进,都代表着对性能和可用性的一次重大突破。我迫切地想知道,这本书会以怎样的方式去解读这些历史性的变革。它会详细地剖析每种算法的内部工作原理吗?比如,CMS的并发标记和并发清除是如何协同工作的?G1 GC的区域划分和混合收集又是如何实现的?对于ZGC和Shenandoah GC,作者会深入探讨它们是如何做到几乎零STW的吗?我非常期待书中能够提供一些实际的案例,展示不同GC在不同应用场景下的表现,以及如何根据应用的特点来选择最合适的GC,并进行相应的调优。这本书,在我看来,不应该仅仅停留在理论层面,更应该包含那些在生产环境中“调优”GC的实战经验和技巧,让我能够从“知道”GC,到“精通”GC。

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我最近在思考如何提升我所编写程序的性能,尤其是在内存管理方面。很多时候,性能瓶颈都隐藏在那些我们不太注意的角落,而垃圾回收(Garbage Collection)无疑是其中一个非常关键的环节。这本书的书名——“ガベージコレクションのアルゴリズムと実装”,听起来就像是为我量身打造的。我非常期待这本书能够系统地介绍各种垃圾回收算法,从基础的“标记-清除”(Mark-and-Sweep)到更先进的“分代回收”(Generational GC)以及“并发回收”(Concurrent GC)。我希望书中能够深入剖析每种算法的工作原理、优缺点,以及它们在不同场景下的适用性。更令我兴奋的是“実装”(Implementation)这个词,它意味着我将有机会看到这些抽象的算法是如何在现实世界的编程语言中实现的。我渴望看到一些具体的代码示例,甚至是伪代码,能够帮助我理解GC是如何被集成到像Java、C++、Go这样的语言中的。此外,我还在期待书中能有一些关于GC性能调优的实际经验分享,比如如何诊断内存泄漏,如何优化GC参数以减少STW(Stop-the-World)时间,以及如何选择最适合应用程序的GC策略。这本书,在我看来,是一本能让我从“知道”GC,到“精通”GC的宝贵指南。

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哇,这本书的封面设计就给我一种沉静而深邃的感觉,那深邃的蓝色背景,仿佛象征着隐藏在代码深处的复杂逻辑,而那一抹抽象的绿色,又像是生命力的象征,也许是指代着高效运行的程序,又或许是那些被回收的、重获新生的内存空间。光是看着这封面,我就开始脑海里勾勒出各种算法的流动图,数据在内存中穿梭,被标记、被整理、被释放,整个过程就像一出无声的、极具哲学意味的数字芭蕾。我迫不及待地想知道,作者是如何用文字将如此抽象的概念具象化的,他会从哪些角度去剖析这些“回收”过程的精妙之处?是会从历史的角度,讲述垃圾回收算法的演进,还是会从理论的高度,深入探讨各种算法的数学模型?我猜想,书里一定会有大量的图示和伪代码,帮助我们理解那些看似复杂的逻辑,也许还会穿插一些生动的比喻,让我们这些非科班出身的读者也能茅塞顿开。我特别好奇的是,作者会如何处理并发环境下的垃圾回收问题,那可是我一直以来觉得最难以理解也最令人头疼的部分。总而言之,光是这封面,就足以激发我无限的遐想和探索的欲望,我仿佛已经能看到自己沉浸在书本中,与作者一同探索代码世界的奥秘,感受那份对技术精益求精的追求。

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相当值得推荐的GC入门书。前半是算法篇介绍基本GC算法;后半是实现篇,介绍几种具体GC的实现,包括V8、Rubinius、Dalvik、CPython等的(前三个介绍的是早期版本的)。这几个虚拟机倒没有直接就是JVM的,Dalvik勉强算大半个吧。作者本想在实现篇包括对HotSpot VM的Garbage-First GC的介绍,但时间没来得及。于是他另外出了一本《徹底解剖「G1GC」 アルゴリズム編》(http://tatsu-zine.com/books/g1gc),结合论文和源码阅读效果佳。这本有电子版了:http://tatsu-zine.com/books/gcbook

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相当值得推荐的GC入门书。前半是算法篇介绍基本GC算法;后半是实现篇,介绍几种具体GC的实现,包括V8、Rubinius、Dalvik、CPython等的(前三个介绍的是早期版本的)。这几个虚拟机倒没有直接就是JVM的,Dalvik勉强算大半个吧。作者本想在实现篇包括对HotSpot VM的Garbage-First GC的介绍,但时间没来得及。于是他另外出了一本《徹底解剖「G1GC」 アルゴリズム編》(http://tatsu-zine.com/books/g1gc),结合论文和源码阅读效果佳。这本有电子版了:http://tatsu-zine.com/books/gcbook

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相当值得推荐的GC入门书。前半是算法篇介绍基本GC算法;后半是实现篇,介绍几种具体GC的实现,包括V8、Rubinius、Dalvik、CPython等的(前三个介绍的是早期版本的)。这几个虚拟机倒没有直接就是JVM的,Dalvik勉强算大半个吧。作者本想在实现篇包括对HotSpot VM的Garbage-First GC的介绍,但时间没来得及。于是他另外出了一本《徹底解剖「G1GC」 アルゴリズム編》(http://tatsu-zine.com/books/g1gc),结合论文和源码阅读效果佳。这本有电子版了:http://tatsu-zine.com/books/gcbook

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相当值得推荐的GC入门书。前半是算法篇介绍基本GC算法;后半是实现篇,介绍几种具体GC的实现,包括V8、Rubinius、Dalvik、CPython等的(前三个介绍的是早期版本的)。这几个虚拟机倒没有直接就是JVM的,Dalvik勉强算大半个吧。作者本想在实现篇包括对HotSpot VM的Garbage-First GC的介绍,但时间没来得及。于是他另外出了一本《徹底解剖「G1GC」 アルゴリズム編》(http://tatsu-zine.com/books/g1gc),结合论文和源码阅读效果佳。这本有电子版了:http://tatsu-zine.com/books/gcbook

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相当值得推荐的GC入门书。前半是算法篇介绍基本GC算法;后半是实现篇,介绍几种具体GC的实现,包括V8、Rubinius、Dalvik、CPython等的(前三个介绍的是早期版本的)。这几个虚拟机倒没有直接就是JVM的,Dalvik勉强算大半个吧。作者本想在实现篇包括对HotSpot VM的Garbage-First GC的介绍,但时间没来得及。于是他另外出了一本《徹底解剖「G1GC」 アルゴリズム編》(http://tatsu-zine.com/books/g1gc),结合论文和源码阅读效果佳。这本有电子版了:http://tatsu-zine.com/books/gcbook

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