Java性能权威指南

内容概要

Scott Oaks是Oracle公司的一位架构师，专注研究Oracle中间件软件的性能。加入Oracle之前，他曾于Sun Microsystem公司任职多年，在多个技术领域都有建树，包括SunOS的内核、网络程序设计、Windows系统的远程方法调用（RPC）以及 OPEN LOOK虚拟窗口管理器。1996年，Scott成为Sun公司的Java布道师，并于2001年加入Sun公司的Java性能小组——从那时起他就一直专注于Java的性能提升。此外，Scott也在O'Reilly出版社出版了多部书籍，包括Java Security、Java Threads、JXTA in a Nutshell和Jini in a Nutshell。

书籍目录

推荐序　　xi

前言　　xii

第1章　导论　　1

1.1　概述　　2

1.2　平台版本约定　　2

1.3　全面的性能调优　　4

1.3.1　编写更好的算法　　4

1.3.2　编写更少的代码　　4

1.3.3　老调重弹的过早优化　　5

1.3.4　其他：数据库很可能就是瓶颈　　6

1.3.5　常见的优化　　7

1.4　小结　　8

第2章　性能测试方法　　9

2.1　原则1：测试真实应用　　9

2.1.1　微基准测试　　9

2.1.2　宏基准测试　　13

2.1.3　介基准测试　　15

2.1.4　代码示例　　16

2.2　原则2：理解批处理流逝时间、吞吐量和响应时间　　19

2.2.1　批处理流逝时间　　19

2.2.2　吞吐量测试　　20

2.2.3　响应时间测试　　20

2.3　原则3：用统计方法应对性能的变化　　23

2.4　原则4：尽早频繁测试　　26

2.5　小结　　28

第3章　Java性能调优工具箱　　29

3.1　操作系统的工具和分析　　29

3.1.1　CPU使用率　　29

3.1.2　CPU运行队列　　32

3.1.3　磁盘使用率　　33

3.1.4　网络使用率　　34

3.2　Java监控工具　　35

3.2.1　基本的VM信息　　36

3.2.2　线程信息　　39

3.2.3　类信息　　39

3.2.4　实时GC分析　　39

3.2.5　事后堆转储　　39

3.3　性能分析工具　　39

3.3.1　采样分析器　　40

3.3.2　探查分析器　　41

3.3.3　阻塞方法和线程时间线　　42

3.3.4　本地分析器　　44

3.4　Java任务控制　　45

3.4.1　Java飞行记录器　　46

3.4.2　开启JFR　　52

3.4.3　选择JFR 事件　　54

3.5　小结　　56

第4章　JIT编译器　　58

4.1　JIT编译器：概览　　58

4.2　调优入门：选择编译器类型（Client、Server或二者同用）　　61

4.2.1　优化启动　　62

4.2.2　优化批处理　　63

4.2.3　优化长时间运行的应用　　64

4.3　Java和JIT编译器版本　　64

4.4　编译器中级调优　　67

4.4.1　调优代码缓存　　67

4.4.2　编译阈值　　68

4.4.3　检测编译过程　　70

4.5　高级编译器调优　　73

4.5.1　编译线程　　73

4.5.2　内联　　74

4.5.3　逃逸分析　　75

4.6　逆优化　　76

4.6.1　代码被丢弃　　77

4.6.2　逆优化僵尸代码　　78

4.7　分层编译级别　　79

4.8　小结　　80

第5章　垃圾收集入门　　81

5.1　垃圾收集概述　　81

5.1.1　分代垃圾收集器　　83

5.1.2　GC算法　　84

5.1.3　选择GC算法　　87

5.2　GC调优基础　　92

5.2.1　调整堆的大小　　92

5.2.2　代空间的调整　　95

5.2.3　永久代和元空间的调整　　96

5.2.4　控制并发　　97

5.2.5　自适应调整　　98

5.3　垃圾回收工具　　99

5.4　小结　　102

第6章　垃圾收集算法　　103

6.1　理解Throughput收集器　　103

6.2　理解CMS收集器　　109

6.2.1　针对并发模式失效的调优　　113

6.2.2　CMS收集器的永久代调优　　116

6.2.3　增量式CMS垃圾收集　　117

6.3　理解G1垃圾收集器　　118

6.4　高级调优　　126

6.4.1　晋升及Survivor空间　　126

6.4.2　分配大对象　　129

6.4.3　AggressiveHeap标志　　136

6.4.4　全盘掌控堆空间的大小　　137

6.5　小结　　138

第7章　堆内存最佳实践　　140

7.1　堆分析　　140

7.1.1　堆直方图　　141

7.1.2　堆转储　　142

7.1.3　内存溢出错误　　146

7.2　减少内存使用　　149

7.2.1　减少对象大小　　149

7.2.2　延迟初始化　　152

7.2.3　不可变对象和标准化对象　　156

7.2.4　字符串的保留　　157

7.3　对象生命周期管理　　160

7.3.1　对象重用　　160

7.3.2　弱引用、软引用与其他引用　　165

7.4　小结　　175

第8章　原生内存最佳实践　　176

8.1　内存占用　　176

8.1.1　测量内存占用　　177

8.1.2　内存占用最小化　　178

8.1.3　原生NIO缓冲区　　178

8.1.4　原生内存跟踪　　179

8.2　针对不同操作系统优化JVM　　182

8.2.1　大页　　182

8.2.2　压缩的oop　　185

8.3　小结　　187

第9章　线程与同步的性能　　188

9.1　线程池与ThreadPoolExecutor　　188

9.1.1　设置最大线程数　　189

9.1.2　设置最小线程数　　192

9.1.3　线程池任务大小　　193

9.1.4　设置ThreadPoolExecutor的大小　　193

9.2　ForkJoinPool　　195

9.3　线程同步　　201

9.3.1　同步的代价　　202

9.3.2　避免同步　　205

9.3.3　伪共享　　208

9.4　JVM线程调优　　211

9.4.1　调节线程栈大小　　211

9.4.2　偏向锁　　212

9.4.3　自旋锁　　212

9.4.4　线程优先级　　213

9.5　监控线程与锁　　213

9.5.1　查看线程　　214

9.5.2　查看阻塞线程　　214

9.6　小结　　217

第10章　Java EE 性能调优　　218

10.1　Web容器的基本性能　　218

10.2　线程池　　222

10.3　EJB会话Bean　　223

10.3.1　调优EJB对象池　　223

10.3.2　调优EJB缓存　　225

10.3.3　本地和远程实例　　226

10.4　XML和JSON处理　　227

10.4.1　数据大小　　227

10.4.2　解析和编组概述　　229

10.4.3　选择解析器　　230

10.4.4　XML验证　　235

10.4.5　文档模型　　237

10.4.6　Java对象模型　　240

10.5　对象序列化　　241

10.5.1　transient字段　　241

10.5.2　覆盖默认的序列化　　241

10.5.3　压缩序列化数据　　244

10.5.4　追踪对象复制　　246

10.6　Java EE网络API　　248

10.7　小结　　250

第11章　数据库性能的最佳实践　　251

11.1　JDBC　　251

11.1.1　JDBC驱动程序　　252

11.1.2　预处理语句和语句池　　253

11.1.3　JDBC连接池　　255

11.1.4　事务　　256

11.1.5　结果集的处理　　262

11.2　JPA　　264

11.2.1　事务处理　　264

11.2.2　对JPA的写性能进行优化　　267

11.2.3　对JPA的读性能进行优化　　268

11.2.4　JPA缓存　　271

11.2.5　JPA的只读实体　　276

11.3　小结　　277

第12章　Java SE API技巧　　278

12.1　缓冲式I/O　　278

12.2　类加载　　280

12.3　随机数　　284

12.4　Java原生接口　　285

12.5　异常　　287

12.6　字符串的性能　　290

12.7　日志　　291

12.8　Java集合类API　　292

12.8.1　同步还是非同步　　293

12.8.2　设定集合的大小　　294

12.8.3　集合与内存使用效率　　295

12.9　AggressiveOpts标志　　296

12.9.1　替代实现　　296

12.9.2　其他标志　　297

12.10　Lambda表达式和匿名类　　297

12.11　流和过滤器的性能　　300

12.12　小结　　302

附录A　性能调优标志摘要　　303

作者简介　　312

关于封面　　312

作者简介

市面上介绍Java的书有很多，但专注于Java性能的并不多，能游刃有余地展示Java性能优化难点的更是凤毛麟角，本书即是其中之一。通过使用JVM和Java平台，以及Java语言和应用程序接口，本书详尽讲解了Java性能调优的相关知识，帮助读者深入理解Java平台性能的各个方面，最终使程序如虎添翼。

通过阅读本书，你可以：

运用四个基本原则最大程度地提升性能测试的效果

使用JDK中自带的工具收集Java应用的性能数据

理解JIT编译器的优缺点

调优JVM垃圾收集器以减少对程序的影响

学习管理堆内存和JVM原生内存的方法

了解如何最大程度地优化Java线程及同步的性能

解决Java EE和Java SE应用程序接口的性能问题

改善Java驱动的数据库应用程序的性能

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