Java性能优化权威指南

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本书介绍

Java性能优化圣经!Java之父重磅推荐! 
本书由曾任职于Oracle/Sun的性能优化专家编写,系统而详细地讲解了性能优化的各个方面,帮助你学习Java虚拟机的基本原理、掌握一些监控Java程序性能的工具,从而快速找到程序中的性能瓶颈,并有效改善程序的运行性能。 
Java性能优化的任何问题,都可以从本书中找到答案!
Charlie Hunt现任Salesforce公司的性能工程架构师。曾任Oracle公司首席JVM性能工程师,负责HotSpot Java虚拟机和Java SE类库性能的改进。Charlie拥有美国伊利诺伊理工大学的计算机科学硕士学位、爱荷华州立大学的计算机科学学士学位。 
Binu John是世界上最大的社交网站创建平台Ning.com的高级性能工程师。他目前的职责是着力改善Ning平台的性能和扩展性,以支持每月数百万PV的访问量。Binu拥有美国爱荷华大学生物医学工程和计算机科学硕士学位。

目录

第1章 策略、方法和方法论  1
 1.1  性能问题的现状  1
 1.2  性能分析的两种方法:自顶向下和自底向上  4
 1.2.1  自顶向下  4
 1.2.2  自底向上  5
 1.3  选择正确的平台并评估系统性能  5
 1.3.1  选择正确的CPU架构  6
 1.3.2  评估系统性能  7
 1.4  参考资料  7
 第2章 操作系统性能监控  8
 2.1  定义  8
 2.2  CPU使用率  9
 2.2.1  监控CPU使用率:Windows  9
 2.2.2  监控CPU使用率:Windows typeperf  12
 2.2.3  监控CPU使用率:Linux  13
 2.2.4  监控CPU使用率:Solaris  14
 2.2.5  命令行监控CPU使用率:Linux和Solaris  16
 2.3  CPU调度程序运行队列  19
 2.3.1  监控CPU调度程序运行队列:Windows  19
 2.3.2  监控CPU调度程序运行队列:Solaris  21
 2.3.3  监控CPU调度程序运行队列:Linux  21
 2.4  内存使用率  22
 2.4.1  监控内存利用率:Windows  22
 2.4.2  监控内存使用率:Solaris  23
 2.4.3  监控内存使用率:Linux  24
 2.4.4  监控锁竞争:Solaris  25
 2.4.5  监控锁竞争:Linux  26
 2.4.6  监控锁竞争:Windows  27
 2.4.7  隔离竞争锁  27
 2.4.8  监控抢占式上下文切换  27
 2.4.9  监控线程迁移  28
 2.5  网络I/O使用率  28
 2.5.1  监控网络I/O使用率:Solaris  29
 2.5.2  监控网络I/O使用率:Linux  30
 2.5.3  监控网络I/O使用率:Windows  30
 2.5.4  应用性能改进的考虑  31
 2.6  磁盘I/O使用率  31
 2.7  其他命令行工具  34
 2.8  监控CPU使用率:SPARC T系列系统  35
 2.9  参考资料  36
 第3章 JVM概览  38
 3.1  HotSpot VM的基本架构  38
 3.2  HotSpot VM运行时  40
 3.2.1  命令行选项  40
 3.2.2  VM生命周期  41
 3.2.3  VM类加载  44
 3.2.4  字节码验证  46
 3.2.5  类数据共享  47
 3.2.6  解释器  48
 3.2.7  异常处理  49
 3.2.8  同步  50
 3.2.9  线程管理  51
 3.2.10  C++堆管理  53
 3.2.11  Java本地接口  54
 3.2.12  VM致命错误处理  55
 3.3  HotSpot VM垃圾收集器  56
 3.3.1  分代垃圾收集  56
 3.3.2  新生代  58
 3.3.3  快速内存分配  60
 3.3.4  垃圾收集器  60
 3.3.5  Serial收集器  61
 3.3.6  Parallel收集器:吞吐量为先!  62
 3.3.7  Mostly-Concurrent收集器:低延迟为先!  62
 3.3.8  Garbage-First收集器:CMS替代者  64
 3.3.9  垃圾收集器比较  64
 3.3.10  应用程序对垃圾收集器的影响  65
 3.3.11  简单回顾收集器历史  65
 3.4  HotSpot VM JIT编译器  65
 3.4.1  类型继承关系分析  67
 3.4.2  编译策略  67
 3.4.3  逆优化  68
 3.4.4  Client JIT编译器概览  69
 3.4.5  Server JIT编译器概览  69
 3.4.6  静态单赋值——程序依赖图  69
 3.4.7  未来增强展望  71
 3.5  HotSpot VM自适应调优  71
 3.5.1  Java 1.4.2的默认值  71
 3.5.2  Java 5自动优化的默认值  71
 3.5.3  Java 6 Update 18更新后的默认优化值  73
 3.5.4  自适应Java堆调整  74
 3.5.5  超越自动优化  75
 3.6  参考资料  75
 第4章 JVM性能监控  77
 4.1  定义  77
 4.2  垃圾收集  78
 4.2.1  重要的垃圾收集数据  78
 4.2.2  垃圾收集报告  78
 4.2.3  垃圾收集数据的离线分析  86
 4.2.4  图形化工具  89
 4.3  JIT编译器  103
 4.4  类加载  104
 4.5  Java应用监控  106
 4.6  参考资料  109
 第5章 Java应用性能分析  110
 5.1  术语  111
 5.1.1  通用性能分析术语  111
 5.1.2  Oracle Solaris Studio Performance Analyzer术语  112
 5.1.3  NetBeans Profiler术语  112
 5.2  Oracle Solaris Studio Performance Analyzer  112
 5.2.1  支持平台  113
 5.2.2  下载/安装Oracle Solaris Studio Performance Analyzer  114
 5.2.3  使用Oracle Solaris Studio Performance Analyzer 抓取性能数据  114
 5.2.4  查看性能数据  118
 5.2.5  数据表示  125
 5.2.6  过滤性能数据  128
 5.2.7  命令行工具er_print  129
 5.3  NetBeans Profiler  135
 5.3.1  支持平台  136
 5.3.2  下载安装NetBeans Profiler  136
 5.3.3  开始方法分析会话  137
 5.3.4  Controls子面板  143
 5.3.5  Status子面板  143
 5.3.6  Profiling Results子面板  143
 5.3.7  Saved Snapshots子面板  144
 5.3.8  View子面板  144
 5.3.9  Basic Telemetry子面板  144
 5.3.10  查看动态结果  145
 5.3.11  对结果进行快照  145
 5.3.12  启动内存分析会话  146
 5.3.13  查看实时结果  148
 5.3.14  对结果进行快照  150
 5.3.15  定位内存泄漏  150
 5.3.16  分析堆转储  151
 5.4  参考资料  152
 第6章 Java应用性能分析技巧  153
 6.1  性能优化机会  153
 6.2  系统或内核态CPU使用  154
 6.3  锁竞争  161
 6.4  Volatile的使用  171
 6.5  调整数据结构的大小  172
 6.5.1  StringBuilder或StringBuffer大小的调整  172
 6.5.2  Java Collection类大小调整  175
 6.6  增加并行性  179
 6.7  过高的CPU使用率  181
 6.8  其他有用的分析提示  182
 6.9  参考资料  184
 第7章 JVM性能调优入门  185
 7.1  方法  185
 7.1.1  假设条件  187
 7.1.2  测试基础设施需求  188
 7.2  应用程序的系统需求  188
 7.2.1  可用性  188
 7.2.2  可管理性  188
 7.2.3  吞吐量  189
 7.2.4  延迟及响应性  189
 7.2.5  内存占用  189
 7.2.6  启动时间  189
 7.3  对系统需求分级  190
 7.4  选择JVM部署模式  190
 7.4.1  单JVM部署模式  190
 7.4.2  多JVM部署模式  190
 7.4.3  通用建议  191
 7.5  选择JVM运行模式  191
 7.5.1  Client模式或Server模式  191
 7.5.2  32位/64位 JVM  192
 7.5.3  垃圾收集器  192
 7.6  垃圾收集调优基础  193
 7.6.1  性能属性  193
 7.6.2  原则  193
 7.6.3  命令行选项及GC日志  194
 7.7  确定内存占用  197
 7.7.1  约束  197
 7.7.2  HotSpot VM堆的布局  197
 7.7.3  堆大小调优着眼点  200
 7.7.4  计算活跃数据大小  201
 7.7.5  初始堆空间大小配置  202
 7.7.6  其他考量因素  203
 7.8  调优延迟/响应性  204
 7.8.1  输入  205
 7.8.2  优化新生代的大小  205
 7.8.3  优化老年代的大小  207
 7.8.4  为CMS调优延迟  210
 7.8.5  Survivor空间介绍  212
 7.8.6  解析晋升阈值  214
 7.8.7  监控晋升阈值  215
 7.8.8  调整Survivor空间的容量  216
 7.8.9  显式的垃圾收集  222
 7.8.10  并发永久代垃圾收集  223
 7.8.11  调优CMS停顿时间  224
 7.8.12  下一步  225
 7.9  应用程序吞吐量调优  225
 7.9.1  CMS吞吐量调优  225
 7.9.2  Throughput收集器调优  226
 7.9.3  Survivor空间调优  228
 7.9.4  调优并行垃圾收集线程  231
 7.9.5  在NUMA系统上部署  231
 7.9.6  下一步  232
 7.10  极端示例  232
 7.11  其他性能命令行选项  232
 7.11.1  实验性(最近最大)优化  232
 7.11.2  逃逸分析  233
 7.11.3  偏向锁  233
 7.11.4  大页面支持  234
 7.12  参考资料  236
 第8章 Java应用的基准测试  237
 8.1  基准测试所面临的挑战  237
 8.1.1  基准测试的预热阶段  238
 8.1.2  垃圾收集  240
 8.1.3  使用Java Time接口  240
 8.1.4  剔除无效代码  241
 8.1.5  内联  247
 8.1.6  逆优化  251
 8.1.7  创建微基准测试的注意事项  256
 8.2  实验设计  257
 8.3  使用统计方法  258
 8.3.1  计算均值  258
 8.3.2  计算标准差  258
 8.3.3  计算置信区间  259
 8.3.4  使用假设测试  260
 8.3.5  使用统计方法的注意事项  262
 8.4  参考文献  263
 8.5  参考资料  263
 第9章 多层应用的基准测试  264
 9.1  基准测试难题  264
 9.2  企业级应用基准测试的考量  266
 9.2.1  定义被测系统  266
 9.2.2  制定微基准测试  266
 9.2.3  定义用户交互模型  267
 9.2.4  定义性能指标  270
 9.2.5  扩展基准测试  273
 9.2.6  用利特尔法则验证  274
 9.2.7  思考时间  275
 9.2.8  扩展性分析  278
 9.2.9  运行基准测试  278
 9.3  应用服务器监控  281
 9.3.1  GlassFish监控  281
 9.3.2  监控子系统  286
 9.3.3  Solaris  287
 9.3.4  Linux  288
 9.3.5  Windows  288
 9.3.6  外部系统的性能  289
 9.3.7  磁盘I/O  292
 9.3.8  监控和调优资源池  293
 9.4  企业级应用性能分析  294
 9.5  参考资料  295
 第10章 Web应用的性能调优  297
 10.1  Web应用的基准测试  298
 10.2  Web容器的组件  298
 10.2.1  HTTP连接器  299
 10.2.2  Servlet引擎  300
 10.3  Web容器的监控和性能调优  300
 10.3.1  容器的开发和生产模式  300
 10.3.2  安全管理器  301
 10.3.3  JVM调优  301
 10.3.4  HTTP服务和Web容器  303
 10.3.5  HTTP监听器  303
 10.4  最佳实践  315
 10.4.1  Servlet和JSP最佳实践  315
 10.4.2  内容缓存  324
 10.4.3  会话持久化  328
 10.4.4  HTTP服务器文件缓存  329
 10.5  参考资料  333
 第11章 Web Service的性能  334
 11.1  XML的性能  334
 11.1.1  XML处理的生命周期  335
 11.1.2  解析/解编组  335
 11.1.3  访问  338
 11.1.4  修改  338
 11.1.5  序列化/编组  339
 11.2  验证  339
 11.3  解析外部实体  341
 11.4  XML文档的局部处理  343
 11.5  选择合适的API  346
 11.6  JAX-WS参考实现栈  349
 11.7  Web Service基准测试  350
 11.8  影响Web Service性能的因素  353
 11.8.1  消息大小的影响  353
 11.8.2  不同Schema类型的性能特征  355
 11.8.3  终端服务器的实现  358
 11.8.4  处理程序的性能  359
 11.9  最佳性能实践  361
 11.9.1  二进制负载的处理  361
 11.9.2  处理XML文档  365
 11.9.3  使用MTOM发送XML文档  365
 11.9.4  使用Provider接口  368
 11.9.5  快速信息集  370
 11.9.6  HTTP压缩  372
 11.9.7  Web Service客户端的性能  373
 11.10  参考资料  374
 第12章 Java持久化及Enterprise Java Bean的性能  375
 12.1  EJB编程模型  376
 12.2  Java持久化API及其参考实现  376
 12.3  监控及调优EJB容器  379
 12.3.1  线程池  380
 12.3.2  Bean池和缓存  382
 12.3.3  EclipseLink会话缓存  385
 12.4  事务隔离级  386
 12.5  Enterprise Java Bean的最佳实践  387
 12.5.1  简要说明使用的EJB基准测试  387
 12.5.2  EJB 2.1  388
 12.5.3  EJB 3.0  400
 12.6  Java持久化最佳实践  403
 12.6.1  JPA查询语言中的查询  403
 12.6.2  查询结果缓存  405
 12.6.3  FetchType  406
 12.6.4  连接池  408
 12.6.5  批量更新  409
 12.6.6  选择正确的数据库锁策略  411
 12.6.7  不带事务的读取  411
 12.6.8  继承  411
 12.7  参考资料  412
 附录A  重要的HotSpot VM选项  413
 附录B  性能分析技巧示例源代码  429
 B.1  锁竞争实现1  429
 B.2  锁竞争实现2  439
 B.3  锁竞争实现3  449
 B.4  锁竞争实现4  459
 B.5  锁竞争实现5  469
 B.6  调整容量变化1  481
 B.7  调整容量变化2  492
 B.8  增加并发性的单线程实现  504
 B.9  增加并发性的多线程实现  514
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  • 循序渐进Linux 第2版

    ``` 循序渐进Linux(第2版) 基础知识 服务器搭建 系统管理 性能调优 虚拟化与集群应用》从基础知识入手,系统讲解了Linux系统结构、shell、主流服务器搭建及故障排除、用户权限管理、磁盘存储管理、文件系统管理、内存管理和系统进程管理等关键技术,深入研究了系统性能优化思路、系统性能评估与优化、集群技术、负载均衡等Linux热点主题。 《循序渐进Linux(第2版) 基础知识 服务器搭建 系统管理 性能调优 虚拟化与集群应用》强调学习方法以及技术能力的培养,在每个知识点后都给出了大量操作案例,包括了详细的操作步骤,具有很强的可操作性,并对案例进行分析,提供了解决问题的思路和方法,做到了授人以渔。 《循序渐进Linux(第2版) 基础知识 服务器搭建 系统管理 性能调优 虚拟化与集群应用》适合希望系统、全面学习Linux技术的初学者作为教材,也适合L... (展开全部) 循序渐进Linux(第2版) 基础知识 服务器搭建 系统管理 性能调优 虚拟化与集群应用》从基础知识入手,系统讲解了Linux系统结构、shell、主流服务器搭建及故障排除、用户权限管理、磁盘存储管理、文件系统管理、内存管理和系统进程管理等关键技术,深入研究了系统性能优化思路、系统性能评估与优化、集群技术、负载均衡等Linux热点主题。 《循序渐进Linux(第2版) 基础知识 服务器搭建 系统管理 性能调优 虚拟化与集群应用》强调学习方法以及技术能力的培养,在每个知识点后都给出了大量操作案例,包括了详细的操作步骤,具有很强的可操作性,并对案例进行分析,提供了解决问题的思路和方法,做到了授人以渔。 《循序渐进Linux(第2版) 基础知识 服务器搭建 系统管理 性能调优 虚拟化与集群应用》适合希望系统、全面学习Linux技术的初学者作为教材,也适合Linux系统管理员、数据库管理人员、网络安全管理人员、系统集成人员和系统架构师参考。 高俊峰,网名南非蚂蚁,Linux专家,知名IT作家。毕业于西安电子科技大学通信工程专业。曾就职于新浪网、阿里云(原万网),任职系统架构师。具有多年的自动化运维和管理经验,擅长Linux、集群应用、Mysql、Oracle等方面的系统管理、性能调优,规划设计,实战经验丰富。曾出版《循序渐进Linux》、《高性能Linux服务器构建实战》等畅销Linux书籍。 ```

  • 只是为了好玩:Linux之父林纳斯自传

    ``` 本书是Linux之父Linus Torvalds的自传。 Linux之父Linus Torvalds的自传,也是Linus唯一一本书。Linus以调侃的语气讲述了自己的成长经历,在他看来,一切都是为了好玩儿,兴趣引发革命。书中内容共分为五章,一部分是Linus自己写的,一部分是合著者David Diamond的评论。 林纳斯•托瓦兹 当今世界最著名的程序员、黑客,开源操作系统Linux之父。生于芬兰,毕业于赫尔辛基大学,1997年~2003年任职于美国加州硅谷的全美达公司,现受聘于开放源代码开发实验室,全力开发Linux内核。2004年,他被《时代周刊》评为世界最有影响力的人之一。 大卫•戴蒙 职业撰稿人,曾为《纽约时报》《连线》《美国周末》及许多刊物供稿。 林纳斯•托瓦兹 当今世界最著名的程序员、黑客,开源操作系统Linux之父。生于芬兰,毕业于赫尔辛基大学,1997年~2003年任职于美国加州硅谷的全美达公司,现受聘于开放源代码开发实验室,全力开发Linux内核。2004年,他被《时代周刊》评为世界最有影响力的人之一。 大卫•戴蒙 职业撰稿人,曾为《纽约时报》《连线》《美国周末》及许多刊物供稿。 译者简介: 陈少芸 出生时经医生证实为80后晚期,毕业于广东财经大学。做事情常出于“我不懂所以我想知道”的好奇心,在笔译学界颇负“陈少芸是谁啊没听说过”的盛名。 ```

  • Vue.js实战

    ``` 本书以Vue.js 2为基础,以项目实战的方式来引导读者渐进式学习Vue.js。本书分为基础篇、进阶篇和实战篇三部分。基础篇主要是对 Vue.js 核心功能的介绍;进阶篇主要讲解前端工程化Vue.js的组件化、插件的使用;实战篇着重开发了两个完整的示例,所涉及的内容涵盖Vue.js绝大部分API。通过阅读本书,读者能够掌握Vue.js框架主要API的使用方法、自定义指令、组件开发、单文件组件、Render函数、使用webpack开发可复用的单页面富应用等。 本书示例丰富、侧重实战,适用于刚接触或即将接触Vue.js的开发者,也适用于对Vue.js有过开发经验,但需要进一步提升的开发者。 梁灏,网名 Aresn,基于 Vue.js 的开源 UI 组件库 iView 的作者。目前在大数据公司 TalkingData 负责可视化基础架构。创办了程序员社区 TalkingCoder。 ```

  • 剑指Offer

    ``` 《剑指Offer:名企面试官精讲典型编程题》剖析了50个典型的程序员面试题,从基础知识、代码质量、解题思路、优化效率和综合能力五个方面系统整理了影响面试的5个要点。全书分为7章,主要包括面试的流程,讨论面试流程中每一环节需要注意的问题;面试需要的基础知识,从编程语言、数据结构及算法三方面总结了程序员面试的知识点;高质量的代码,讨论影响代码质量的3个要素(规范性、完整性和鲁棒性),强调高质量的代码除了能够完成基本的功能之外,还能考虑到特殊情况并对非法输入进行合理的处理;解决面试题的思路,总结在编程面试中解决难题的常用思路,如果在面试过程中遇到了复杂的难题,应聘者可以利用画图、举例和分解复杂问题3种方法化繁为简,先形成清晰的思路再动手编程;优化时间和空间效率,介绍如何优化代码的时间效率和空间效率,读完这一章读者将学会常用的优化时间效率及空间换时间的常用算... (展开全部) 《剑指Offer:名企面试官精讲典型编程题》剖析了50个典型的程序员面试题,从基础知识、代码质量、解题思路、优化效率和综合能力五个方面系统整理了影响面试的5个要点。全书分为7章,主要包括面试的流程,讨论面试流程中每一环节需要注意的问题;面试需要的基础知识,从编程语言、数据结构及算法三方面总结了程序员面试的知识点;高质量的代码,讨论影响代码质量的3个要素(规范性、完整性和鲁棒性),强调高质量的代码除了能够完成基本的功能之外,还能考虑到特殊情况并对非法输入进行合理的处理;解决面试题的思路,总结在编程面试中解决难题的常用思路,如果在面试过程中遇到了复杂的难题,应聘者可以利用画图、举例和分解复杂问题3种方法化繁为简,先形成清晰的思路再动手编程;优化时间和空间效率,介绍如何优化代码的时间效率和空间效率,读完这一章读者将学会常用的优化时间效率及空间换时间的常用算法,从而在面试中找到最优的解法;面试中的各种能力,本章总结应聘者在面试过程中如何表现学习能力和沟通能力,并通过具体的面试题讨论如何培养知识迁移能力、抽象建模能力和发散思维能力;两个面试案例,这两个案例总结了应聘者在面试过程中哪些举动是不好的行为,而哪些表现又是面试官所期待的行为。 何海涛,现思科高级软件工程师,曾先后就职于Autodesk和微软。分别于2003年和2006年于浙江大学获得计算机专业学士和硕士学位。主要关注程序员求职应聘领域、以及软件设计、开发和调试技术。著有《剑指Offer——名企面试官精讲典型编程题》一书。 ```

  • Linux设备驱动程序 第3版

    ``` 本书揭示了如何给大多数的设备编写驱动程序的信息,这些信息迄今仅通过口头或者隐晦的源代码注释被共享。你不必是一个内核高手就可以理解并享受本书,所需要的只是C以及Unix系统调用方面的背景知识。在不需要特殊的硬件设备就能编译和运行的详细示例的指引下,你将学会如何给字符设备、块设备和网络接口编写驱动程序。PCI、USB和tty(终端)子系统都单列一章。本书为那些对操作系统的工作机制好奇的人提供了地址空间、异步事件和I/O等方面的阐述。 Jonahan Corbet早在1981年就开始接触BSD Unix的源代码。那时,科罗拉多大学的一名讲师让他“修正”其中的分页算法。从那时起直到现在。他深入研究了他所遇到的每一个系统,其中包括VAX、Sun、Arden以及x86系统的驱动程序。他在1993年第一次接触Linux系统,从此以后一直从事Linux的开发。Corbet先生是《Linux Weekly News》的创始人和执行主编。他和妻子及两个孩子生活在科罗多州的玻尔得市。 ```

  • 企业IT架构转型之道:阿里巴巴中台战略思想与架构实战

    ``` 在当今整个中国社会都处于互联网转型的浪潮中,不管是政府职能单位、业务规模庞大的央企,还是面临最激烈竞争的零售行业都处于一个重要的转折点,这个转折对企业业务模式带来了冲击,当然也给企业的信息中心部门带来了挑战:如何构建IT系统架构更好地满足互联网时代下企业业务发展的需要。阿里巴巴的共享服务理念以及企业级互联网架构建设的思路,给这些企业带来了不少新的思路,这也是我最终决定写这本书的最主要原因。本书从阿里巴巴启动中台战略说起,详细阐述了共享服务理念给企业业务发展带来的业务价值。接着会分享阿里巴巴在建设共享服务体系时如何进行技术框架的选择,哪些重要的技术平台支撑起了共享服务体系,这也是迄今为止对阿里巴巴集团中间件体系对外最全面系统的介绍。除了技术层面之外,本书还分享了阿里巴巴内部的一些经验和实践,如组织的架构和体制如何更好地支持共享服务体系的持续发展。 钟华(花名:古谦)阿里巴巴中间件首席架构师,15年中间件领域行业经验。对传统企业IT建设和互联网架构都有较为深入的理解,有着扎实的理论基础和丰富的实战经验,多次作为总架构师协助大型传统企业打造业务中台项目,为企业实现“互联网+”转型提供了科学的发展方向和强有力的技术支持,项目涉及政府、制造业、金融、交通、媒体等多个领域。 ```

  • Python金融实战

    Python凭借其简单、易读、可扩展性以及拥有巨大而活跃的科学计算社区,在需要数据分析和处理大量数据的金融领域得到了广泛而迅速的应用,并且成为越来越多专业人士最佳的编程语言之一。