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☆☆☆☆☆

出版者:清华大学出版社

作者:葛一鸣

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2012-9-1

价格:59.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302296256

丛书系列:

图书标签:

Java
性能优化
性能
java
编程
计算机
程序设计
优化
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算法
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调优
实战

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具体描述

Java是目前应用最为广泛的软件开发平台，学习针对Java程序的优化方法有重要的现实意义。《Java程序性能优化：让你的Java程序更快、更稳定》以Java性能调优为主线，系统地阐述了与Java性能优化相关的知识与技巧。

《Java程序性能优化：让你的Java程序更快、更稳定》共6章，先后从软件设计、软件编码、JVM调优以及程序故障排斥等方面介绍针对Java程序的优化方法。第1章介绍性能的基本概念、定律、系统调优的过程和注意事项。第2章从设计层面介绍与性能相关的设计模式、组件。第3章从代码层面介绍如何编写高性能的Java程序。第4章介绍了并行开发和如何通过多线程提高系统性能。第5章立足于JVM虚拟机层面，介绍如何通过设置合理的JVM参数提升Java程序的性能。第6章为工具篇，介绍了获取和监控程序或系统性能指标的各种工具，包括相关的故障排查工具。

本书适合所有Java程序员、软件设计师、架构师以及软件开发爱好者，对于有一定经验的Java工程师，本书更能帮助他突破技术瓶颈，深入Java内核开发！

深入剖析现代系统设计与架构：从理论基石到实践巅峰本书旨在为资深开发者、系统架构师以及技术管理者提供一套全面、深入且极具前瞻性的现代系统设计与架构的理论框架和实践指南。我们不再关注特定语言的语法优化或微观性能调优，而是将视角提升至整个软件生态系统层面，探究如何构建出具备高可用性、强一致性、弹性伸缩和卓越用户体验的复杂分布式系统。 --- 第一部分：现代系统架构的理论基石与范式演进本部分将系统性地梳理自云计算兴起以来，支撑现代互联网基础设施的几大核心架构范式，并深入分析其背后的数学模型和工程权衡。第一章：分布式系统的本质挑战与理论边界我们将从信息论和控制论的角度审视分布式系统的内在限制。重点探讨CAP定理的现代诠释，超越教科书式的描述，深入分析在实际场景中，我们如何利用亚里士多德悖论（Aristotle’s Dilemma）来指导一致性模型（如Quorum机制）的选择与设计。时钟同步与因果关系：深入研究Lamport时间戳、向量时钟（Vector Clocks）及其在事件排序和检测因果依赖中的作用。对比物理时钟（如NTP）与逻辑时钟在超大规模集群中的适用性。容错机制的数学基础：探讨拜占庭容错（BFT）算法的演进，从PBFT到Raft和Paxos的工程化实现。分析一致性协议的收敛速度、消息复杂度以及在面对网络分区时的鲁棒性设计。第二章：从单体到微服务：架构范式的迁移与治理本章聚焦于系统拆分的哲学与技术实现。我们不仅讨论如何拆分，更关注拆分后带来的复杂性治理。服务边界的确定原则：引入领域驱动设计（DDD）的核心概念，如限界上下文（Bounded Context）和通用语言（Ubiquitous Language），作为划分微服务边界的黄金标准。避免“微服务蔓延”带来的治理噩梦。服务间通信的深度解析：详细对比同步（REST/gRPC）与异步（消息队列/事件流）通信的适用场景。对基于事件的架构（Event-Driven Architecture, EDA）进行深入剖析，包括事件溯源（Event Sourcing）和变更数据捕获（CDC）的工程实践。第三章：数据持久化：多模态存储的战略选择现代系统的数据层绝非单一数据库可以搞定。本章着重于如何根据业务需求（读写模式、事务强度、查询复杂性）选择最合适的持久化技术。关系型数据库的深度调优与扩展：探讨垂直扩展的极限，并重点介绍水平扩展策略，如读写分离、数据分片（Sharding）的关键策略（一致性哈希、范围划分）及其运维挑战。 NoSQL数据库的适用性矩阵：对键值存储、文档数据库、列族数据库（宽表）和图数据库的内部结构、事务模型及查询性能进行细致对比，并提供构建数据持久化层的决策树模型。 --- 第二部分：弹性、可观测性与自动化运维构建一个能够自我修复、透明运行的系统，是现代架构的终极目标。本部分将探讨实现高弹性运营所需的关键技术栈和工程文化。第四章：构建韧性系统：故障注入与自愈机制高可用性不是静态配置的结果，而是主动应对失败的能力。本章侧重于系统的主动防御和快速恢复机制。熔断、限流与降级（Circuit Breakers, Rate Limiting, Degradation）：深入讲解这些机制的内部实现原理（如令牌桶、漏桶算法）以及它们如何协同工作以保护核心服务不被雪崩效应击垮。混沌工程（Chaos Engineering）的实践框架：介绍如何系统地在生产环境中引入受控的故障，验证系统的预期韧性。涵盖故障注入工具链的选择与安全实施规范。第五章：可观测性的统一视图：Metrics, Tracing, Logging的融合在分布式环境中，仅仅依赖日志是不可接受的。本章强调构建统一的可观测性平台，实现对系统状态的实时、全景式洞察。分布式追踪（Distributed Tracing）：深入分析OpenTelemetry等标准化协议，讲解Span、Trace的构建逻辑，以及如何利用追踪数据发现隐藏的性能瓶颈和跨服务延迟。指标体系的设计与告警工程：区分RED（Rate, Errors, Duration）和USE（Utilization, Saturation, Errors）等核心指标集。探讨告警的“信噪比”优化，避免疲劳式告警。第六章：基础设施即代码与持续交付的架构保障现代架构的部署和演进必须是自动化和可重复的。本章关注云原生时代的基础设施管理哲学。容器编排与服务网格（Service Mesh）：深入分析Kubernetes在状态管理、资源调度和网络抽象层面的核心设计。介绍服务网格（如Istio/Linkerd）如何接管服务间通信、安全和观测性，从而解放应用开发者。 GitOps与声明式配置管理：探讨如何通过Git作为唯一事实来源，实现基础设施和应用配置的同步更新、版本回溯和审计，彻底消除手动干预带来的配置漂移风险。 --- 第三部分：面向未来的架构趋势与治理挑战本部分着眼于下一代计算范式，探讨在新兴技术浪潮下，架构师需要提前布局的能力。第七章：边缘计算与Serverless架构的权衡随着计算需求向用户侧迁移，理解边缘计算和Serverless的本质区别至关重要。函数即服务（FaaS）的冷启动问题与优化：分析Serverless运行时环境的底层机制，如何通过预热、镜像优化等手段缓解其固有延迟。边缘计算的同步与一致性难题：探讨在地理分散的边缘节点上进行数据一致性维护的特殊挑战，以及最终一致性模型的应用场景。第八章：安全架构的内建化（Security by Design）安全不再是事后补丁，而是架构设计的固有组成部分。零信任（Zero Trust）模型的实践：从网络到应用层，探讨如何实现身份验证、授权的持续验证，以及微隔离在复杂服务网络中的部署。密钥管理与数据加密的生命周期：深入探讨在分布式环境中，如何安全地管理和轮换加密密钥（使用HSM或云服务），以及静态数据与传输中数据的加密策略。本书不包含任何关于特定编程语言的语法特性讲解，不涉及具体的类库调用细节，不提供基础的数据结构或算法实现代码。它是一本关于“为什么”和“如何构建更大、更健壮系统”的蓝图之书，是献给那些希望从代码实现者晋升为系统设计师的工程师的深度指南。

作者简介

葛一鸣，毕业于浙江工业大学，获得了计算机软件与理论专业硕士学位。取得了国家认证系统分析师职称、OCP（Oracle数据库认证专家）。现就职于UT斯达康通讯有限公司，从事Java软件开发。有多年的软件开发经验，参与开发过多个软件项目。熟悉Java、PHP、MySQL、Oracle等开发语言和数据库，对Java软件开发、性能优化、分布式软件有着浓厚的兴趣和深入的研究。在校期间曾经发表过多篇技术论文。

目录信息

第1章 Java性能调优概述
1.1 性能概述
1.1.1 看懂程序的性能
1.1.2 性能的参考指标
1.1.3 木桶原理与性能瓶颈
1.1.4 Amdahl定律
1.2 性能调优的层次
1.2.1 设计调优
1.2.2 代码调优
1.2.3 JVM调优
1.2.4 数据库调优
1.2.5 操作系统调优
1.3 基本调优策略和手段
1.3.1 优化的一般步骤
1.3.2 系统优化注意事项
1.4 小结
第2章设计优化
2.1 善用设计模式
2.1.1 单例模式
2.1.2 代理模式
2.1.3 享元模式
2.1.4 装饰者模式
2.1.5 观察者模式
2.1.6 Value Object模式
2.1.7 业务代理模式
2.2 常用优化组件和方法
2.2.1 缓冲（Buffer）
2.2.2 缓存（Cache）
2.2.3 对象复用——“池”
2.2.4 并行替代串行
2.2.5 负载均衡
2.2.6 时间换空间
2.2.7 空间换时间
2.3 小结
第3章 Java程序优化
3.1 字符串优化处理
3.1.1 String对象及其特点
3.1.2 subString()方法的内存泄漏
3.1.3 字符串分割和查找
3.1.4 StringBuffer和StringBuilder
3.2 核心数据结构
3.2.1 List接口
3.2.2 Map接口
3.2.3 Set接口
3.2.4 优化集合访问代码
3.2.5 RandomAccess接口
3.3 使用NIO提升性能
3.3.1 NIO的Buffer类族和Channel
3.3.2 Buffer的基本原理
3.3.3 Buffer的相关操作
3.3.4 MappedByteBuffer性能评估
3.3.5 直接内存访问
3.4 引用类型
3.4.1 强引用
3.4.2 软引用
3.4.3 弱引用
3.4.4 虚引用
3.4.5 WeakHashMap类及其实现
3.5 有助于改善性能的技巧
3.5.1 慎用异常
3.5.2 使用局部变量
3.5.3 位运算代替乘除法
3.5.4 替换switch
3.5.5 一维数组代替二维数组
3.5.6 提取表达式
3.5.7 展开循环
3.5.8 布尔运算代替位运算
3.5.9 使用arrayCopy ()
3.5.10 使用Buffer进行I/O操作
3.5.11 使用clone()代替new
3.5.12 静态方法替代实例方法
3.6 小结
第4章并行程序开发及优化
4.1 并行程序设计模式
4.1.1 Future模式
4.1.2 Master-Worker模式
4.1.3 Guarded Suspension模式
4.1.4 不变模式
4.1.5 生产者-消费者模式
4.2 JDK多任务执行框架
4.2.1 无限制线程的缺陷
4.2.2 简单的线程池实现
4.2.3 Executor框架
4.2.4 自定义线程池
4.2.5 优化线程池大小
4.2.6 扩展ThreadPoolExecutor
4.3 JDK并发数据结构
4.3.1 并发List
4.3.2 并发Set
4.3.3 并发Map
4.3.4 并发Queue
4.3.5 并发Deque
4.4 并发控制方法
4.4.1 Java内存模型与volatile
4.4.2 同步关键字synchronized
4.4.3 ReentrantLock重入锁
4.4.4 ReadWriteLock读写锁
4.4.5 Condition对象
4.4.6 Semaphore信号量
4.4.7 ThreadLocal线程局部变量
4.5 “锁”的性能和优化
4.5.1 线程的开销
4.5.2 避免死锁
4.5.3 减小锁持有时间
4.5.4 减小锁粒度
4.5.5 读写分离锁来替换独占锁
4.5.6 锁分离
4.5.7 重入锁ReentrantLock和内部锁synchronized
4.5.8 锁粗化(Lock Coarsening)
4.5.9 自旋锁（Spinning Lock）
4.5.10 锁消除（Lock Elimination）
4.5.11 锁偏向(Biased Lock)
4.6 无锁的并行计算
4.6.1 非阻塞的同步/无锁
4.6.2 原子操作
4.6.3 Amino框架介绍
4.6.4 Amino集合
4.6.5 Amino树
4.6.6 Amino图
4.6.7 Amino简单调度模式
4.7 协程
4.7.1 协程的概念
4.7.2 Kilim框架简介
4.7.3 Task及其状态
4.7.4 Fiber及其状态
4.7.5 Kilim开发环境配置
4.7.6 Kilim之Hello World
4.7.7 多任务通信
4.7.8 Kilim实例及性能评估
4.8 小结
第5章 JVM调优
5.1 Java虚拟机内存模型
5.1.1 程序计数器
5.1.2 Java虚拟机栈
5.1.3 本地方法栈
5.1.4 Java堆
5.1.5 方法区
5.2 JVM内存分配参数
5.2.1 设置最大堆内存
5.2.2 设置最小堆内存
5.2.3 设置新生代
5.2.4 设置持久代
5.2.5 设置线程桟
5.2.6 堆的比例分配
5.2.7 堆分配参数总结
5.3 垃圾收集基础
5.3.1 垃圾收集的作用
5.3.2 垃圾回收算法与思想
5.3.3 垃圾收集器的类型
5.3.4 评价GC策略的指标
5.3.5 新生代串行收集器
5.3.6 老年代串行收集器
5.3.7 并行收集器
5.3.8 新生代并行回收（Parallel Scavenge）收集器
5.3.9 老年代并行回收收集器
5.3.10 CMS收集器
5.3.11 G1收集器（Garbage First）
5.3.12 Stop the World案例
5.3.13 收集器对系统性能的影响
5.3.14 GC相关参数总结
5.4 常用调优案例和方法
5.4.1 将新对象预留在新生代
5.4.2 大对象进入老年代
5.4.3 设置对象进入老年代的年龄
5.4.4 稳定与震荡的堆大小
5.4.5 吞吐量优先案例
5.4.6 使用大页案例
5.4.7 降低停顿案例
5.5 实用JVM参数
5.5.1 JIT编译参数
5.5.2 堆快照（堆Dump）
5.5.3 错误处理
5.5.4 取得GC信息
5.5.5 类和对象跟踪
5.5.6 控制GC
5.5.7 选择类校验器
5.5.8 Solaris下线程控制
5.5.9 使用大页
5.5.10 压缩指针
5.6 实战JVM调优
5.6.1 Tomcat简介与启动加速
5.6.2 Web应用程序介绍
5.6.3 JMeter介绍与使用
5.6.4 调优前Web应用运行状况
5.6.5 调优过程
5.7 总结
第6章 Java性能调优工具
6.1 Linux命令行工具
6.1.1 top命令
6.1.2 sar命令
6.1.3 vmstat命令
6.1.4 iostat命令
6.1.5 pidstat工具
6.2 Windows工具
6.2.1 任务管理器
6.2.2 perfmon性能监控工具
6.2.3 Process Explorer
6.2.4 pslist命令行
6.3 JDK命令行工具
6.3.1 jps命令
6.3.2 jstat命令
6.3.3 jinfo命令
6.3.4 jmap命令
6.3.5 jhat命令
6.3.6 jstack命令
6.3.7 jstatd命令
6.3.8 hprof工具
6.4 JConsole工具
6.4.1 JConsole连接Java程序
6.4.2 Java程序概况
6.4.3 内存监控
6.4.4 线程监控
6.4.5 类加载情况
6.4.6 虚拟机信息
6.4.7 MBean管理
6.4.8 使用插件
6.5 Visual VM多合一工具
6.5.1 Visual VM连接应用程序
6.5.2 监控应用程序概况
6.5.3 Thread Dump和分析
6.5.4 性能分析
6.5.5 快照
6.5.6 内存快照分析
6.5.7 MBean管理
6.5.8 TDA使用
6.5.9 BTrace介绍
6.6 Visual VM对OQL的支持
6.6.1 Visual VM的OQL基本语法
6.6.2 内置heap对象
6.6.3 对象函数
6.6.4 集合/统计函数
6.6.5 程序化OQL
6.7 MAT内存分析工具
6.7.1 初识MAT
6.7.2 浅堆和深堆
6.7.3 支配树（Dominator Tree）
6.7.4 垃圾回收根
6.7.5 内存泄露检测
6.7.6 最大对象报告
6.7.7 查找支配者
6.7.8 线程分析
6.7.9 集合使用情况分析
6.7.10 扩展MAT
6.8 MAT对OQL的支持
6.8.1 Select子句
6.8.2 From子句
6.8.3 Where子句
6.8.4 内置对象与方法
6.9 JProfile简介
6.9.1 JProfile使用配置
6.9.2 内存视图
6.9.3 堆快照
6.9.4 CPU视图
6.9.5 线程视图
6.9.6 JVM统计信息
6.9.7 触发器
6.10 小结
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

首先就Java的方方面面讲得比较全，但是不乱。每个点都讲得比较清楚，读下来没有什么盲点。干货比较多。国内少有的能写得这么好的。推荐阅读。感觉作者写书的时候不是摘抄。我看了收获很多。也会推荐给朋友们都读一下。

评分☆☆☆☆☆

在刚开始用Java时，看了这本《Java程序性能优化》，感觉受益匪浅，但却感触有限，随着时间的推移，重读此书，愈发感觉深邃。此书由设计模式入手，多个单例模式的设计与实现让人眼前一亮，明白了多种实现方式的优缺点。之后沿着程序优化、多线程并发优化和JVM调优逐章深入，最...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

如果用一个词来形容这本书的阅读体验，那就是“酣畅淋漓”。作者的写作风格带着一种老派工程师的务实和对细节的偏执。他没有用太多花哨的图表来分散注意力，而是主要依靠清晰、逻辑严密的文本来构建知识体系。最让我印象深刻的是关于数据库连接池和ORM框架使用中的性能陷阱分析。他没有停留在框架API的表面，而是直接深入到JDBC驱动层面的网络往返延迟和事务管理对吞吐量的影响。通过对真实生产环境中的慢查询日志进行模拟分析，作者清晰地揭示了那些看似无害的ORM操作是如何逐渐拖垮整个系统的。这本书对于那些正在面临高并发、低延迟系统优化的团队来说，简直是雪中送炭，它提供的解决方案往往是立竿见影且具有长期稳定性的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我原本以为这是一本纯粹的“调优速成手册”，毕竟市面上这类书籍很多，大多侧重于罗列各种工具的使用技巧。然而，这本书给我带来了巨大的惊喜。它更像是一部深入Java虚拟机内部的探险日记。作者的文字功底非常扎实，读起来流畅且充满智慧。例如，他在论述如何选取合适的集合类时，并没有简单地比较`ArrayList`和`LinkedList`的查找和插入时间复杂度，而是结合了实际的CPU缓存行填充效应和内存访问局部性原理进行了深入剖析，这种高度将理论与硬件架构结合起来的分析方式，让我茅塞顿开。我甚至发现，书中引用的很多测试数据和实验环境的配置细节都非常详尽，这极大地增强了说服力。对于那些想要从“会写代码”迈向“写出高性能代码”的资深开发者来说，这本书无疑是不可或缺的进阶读物。

评分☆☆☆☆☆

这是一本需要静下心来反复研读的“内功心法”。我通常阅读技术书籍会很快，但遇到这本书时，我发现自己不得不放慢速度，甚至需要一边看一边在IDE里敲代码验证作者提出的每一个观点。它不像市面上的某些畅销书那样追求速度和广度，而是选择了深度和精准。书中的每一个章节都像是一个精心雕琢的艺术品，无论是关于I/O模型的优化，还是对NIO与零拷贝技术的探讨，都展现了作者对性能瓶颈的敏锐洞察力。我个人尤其喜欢它在讲解JIT（即时编译）优化时所采用的视角，它不仅解释了内联、逃逸分析这些编译器优化手段，更重要的是，它教会了我们如何通过代码结构上的微小调整，去“引导”编译器生成更优化的机器码。这本书的知识密度极高，适合作为架构师或高级工程师的案头工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧都非常精良，拿在手里沉甸甸的，初次翻阅时，我就被它那种严谨又不失活泼的叙述风格所吸引。作者似乎对Java生态系统有着深入骨髓的理解，从最基础的内存模型讲起，层层递进，将那些枯燥的底层原理用非常形象的比喻和生动的案例串联起来。我特别欣赏作者在讲解JVM垃圾回收机制时的那份耐心，他没有止步于介绍各种回收算法的原理，而是花了大量篇幅去剖析在不同业务场景下，选择特定调优参数的权衡与取舍。尤其是关于并发编程部分，那些关于锁竞争和线程池配置的讨论，简直是实战宝典，读完之后，我感觉自己对以前遇到的那些时断时续的性能瓶颈，终于有了一套系统的分析和解决框架。这本书的价值不仅仅在于“怎么做”，更在于“为什么这么做”，它培养的是一种解决问题的思维方式，而不是简单的技术堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它提供了一种“系统级”的优化思维，而非局部的代码修补。我过去总是在代码层面上打转，试图通过增加缓存或优化循环来挤榨性能，但收效甚微。直到阅读了这本书中关于操作系统层面调度器行为和Java程序交互的部分，我才理解到，性能瓶颈往往存在于我们不常关注的边界地带。作者对操作系统内存分页、上下文切换开销的描述，让我对并发编程有了全新的敬畏。他甚至详细分析了不同硬件平台（比如NUMA架构）对Java应用性能的潜在影响，并给出了相应的JVM启动参数调整建议。这种从硬件到应用层面的全景视图，使得全书的内容结构异常稳固，层次分明，阅读体验如同攀登一座结构严谨的高塔，每登上一层，视野就开阔一分，让人在技术深度和广度上都得到了极大的提升。

评分☆☆☆☆☆

还可以，书192页的代码会产生死锁

评分☆☆☆☆☆

还算不错的，整合并精简了了《Java并发编程实践》和《深入理解Java虚拟机》两本书的主要内容切合二为一。妈妈再也不担心我借书卡的上限了。

评分☆☆☆☆☆

72页的三种字符串分割的方法比较，写了段代码测试ile下并非如作者所示，而是split的效率明显更高，第三个自己写的分割方法更是烂的要死

评分☆☆☆☆☆

通俗易懂

评分☆☆☆☆☆

基本就是API DOC和工具介绍有些细节说法也有问题