深入浅出：Java虚拟机设计与实现

简介

contents

前言
第1章 虚拟机架构 1
1.1 Java 与 Java 虚拟机 1
1.1.1 设计背景 1
1.1.2 Java 技术栈的组成要素 2
1.1.3 Java 字节码 3
1.2 Java 虚拟机架构 5
1.3 实例：J语言及其编译 7
1.3.1 J语言语法 7
1.3.2 栈式计算机 13
1.3.3 J字节码 17
1.3.4 J语言编译到J字节码 19
1.4 实例：J虚拟机 23
1.4.1 字节码加载子系统 23
1.4.2 字节码验证器 24
1.4.3 解释执行引擎 27
第2章 类加载器 30
2.1 实例：Java的类加载 30
2.2 类的二进制定义 32
2.2.1 常量池 34
2.2.2 接口 36
2.2.3 字段 37
2.2.4 方法 37
2.2.5 属性 38
2.3 方法区 41
2.3.1 代码区 41
2.3.2 运行时常量池 45
2.3.3 类辅助数据结构 47
2.4 类装载 49
2.4.1 递归下降装载 50
2.4.2 接口的装载 57
2.4.3 数组的装载 57
2.4.4 基本类的装载 59
2.5 验证 61
2.5.1 为什么要进行验证 61
2.5.2 验证的目标 63
2.5.3 实例：验证规则 63
2.5.4 结构化约束 68
2.5.5 类型推导 69
2.6 准备 75
2.6.1 静态字段的准备 76
2.6.2 非静态字段的准备 77
2.6.3 虚方法表 80
2.7 解析 86
2.7.1 实例：类的解析 86
2.7.2 类的解析 88
2.7.3 字段的解析 89
2.7.4 方法的解析 91
2.7.5 接口方法的解析 98
2.7.6 字符串常量的解析 100
2.7.7 常量池其他表项的解析 101
2.8 初始化 101
2.8.1 类初始化方法 102
2.8.2 类初始化算法 103
2.9 类加载各阶段的执行顺序 110
2.9.1 急切策略和惰性策略 111
2.9.2 类解析和类初始化的耦合性 113
2.10 自定义类加载器 114
2.10.1 独立加载模型 116
2.10.2 双亲委派模型 118
2.11 实例：类加载器的典型应用 123
2.11.1 动态代理 124
2.11.2 热替换 133
第3章 执行引擎 139
3.1 栈帧结构 139
3.2 调用规范 140
3.3 执行引擎架构 141
3.3.1 序列式架构 142
3.3.2 跳转表架构 143
3.4 执行引擎实现 145
3.4.1 常量加载指令 145
3.4.2 数据加载指令 147
3.4.3 数据存储指令 149
3.4.4 栈操作指令 151
3.4.5 数学运算指令 152
3.4.6 数值转换指令 155
3.4.7 比较运算指令 157
3.4.8 控制转移指令 159
3.4.9 引用指令 176
3.4.10 扩展与虚拟机保留指令 185
3.5 本地方法执行引擎 187
3.6 可重入方法 194
3.7 汇编模板 198
第4章 本地方法接口 201
4.1 实例：Java 本地方法 201
4.2 方法绑定 202
4.2.1 本地方法的数据结构 203
4.2.2 动态库加载 205
4.2.3 动态绑定 206
4.2.4 静态绑定 209
4.3 本地方法拦截 213
4.3.1 拦截机制 213
4.3.2 耦合性 216
4.3.3 反射 217
4.4 本地方法回调 Java 方法 218
4.4.1 JNI 回调函数 220
4.4.2 本地方法栈帧 223
第5章 异常处理 226
5.1 实例：Java 异常处理 226
5.2 异常栈 228
5.3 异常表 236
5.4 栈回滚 243
5.5 本地方法异常 247
5.6 其他问题 250
5.6.1 隐式异常 250
5.6.2 异常处理与多线程 253
5.6.3 执行效率 254
第6章 堆和垃圾收集 255
6.1 实例：对象与垃圾 255
6.1.1 语法垃圾与语义垃圾 256
6.1.2 内存泄漏 257
6.2 堆 258
6.2.1 堆数据结构 258
6.2.2 堆分配接口 259
6.3 存储布局 259
6.3.1 对象的存储布局 259
6.3.2 类的存储布局 263
6.3.3 数组的存储布局 264
6.4 垃圾收集 265
6.4.1 根节点 266
6.4.2 复制收集 270
6.4.3 终结 276
6.4.4 垃圾收集的触发 280
6.5 本地方法和垃圾收集 281
6.5.1 局部和全局引用 281
6.5.2 对象引用相关 JNI 函数的实现 283
6.6 其他问题 285
6.6.1 多线程与垃圾收集 285
6.6.2 无中断垃圾收集 289
6.6.3 类型标记 291
第7章 多线程 293
7.1 线程语义模型 293
7.1.1 线程方法 293
7.1.2 线程状态 294
7.1.3 实例：线程中断 297
7.2 管程 303
7.2.1 管程数据结构 303
7.2.2 接口与实现 307
7.2.3 管程指令 314
7.2.4 管程与对象 316
7.3 多线程的实现 318
7.3.1 线程数据结构 319
7.3.2 创建线程对象 321
7.3.3 启动 323
7.3.4 让出 325
7.3.5 睡眠 325
7.3.6 中断 327
7.3.7 停止、挂起和继续 335
7.3.8 原子性和可见性 337
7.3.9 线程与信号 338
7.4 多线程与虚拟机其他子系统的交互 342
7.4.1 全局数据结构与锁 343
7.4.2 类初始化 345
7.4.3 垃圾收集 350
第8章 调试 357
8.1 调试器架构 357
8.1.1 客户端-服务器架构 358
8.1.2 JDWP调试协议 359
8.1.3 数据类型 360
8.1.4 实例：断点 361
8.2 调试代理 364
8.2.1 通信模块 365
8.2.2 执行引擎模块 366
8.2.3 对象管理模块 370
8.2.4 事件处理模块 371
8.3 实例：jdb调试器 376
8.4 调试的其他问题 384
8.4.1 薛定谔困境 384