深入 Java 虛擬機 JVM G1GC 的算法與實現

本書深入Java虛擬機底層原理，對JVM內存管理中的垃圾回收算法G1GC進行了詳細解讀。
全書分為“算法篇”和“實現篇”兩大部分：
前一部分主要介紹G1GC的算法原理，內容包括G1GC的並發標記、轉移功能、軟實時性的實現和分代G1GC模式；
後一部分聚焦算法篇中沒有詳細講解的實現部分，基於HotSpotVM源碼，講解對像管理功能、
內存分配器的機制、線程管理方法和G1GC的具體實現。

本書以圖配文，通俗易懂，既係統介紹了G1GC的基礎算法，又貼近現實，
剖析了實用JVM中的G1GC實現，同時還包含了作者對G1GC的研究成果和獨到見解，是深入理解JVM和G1GC機制的佳作。

中村成洋（作者）

生於1985年。
日本網絡應用通信研究所研究員。
因為偶然的機會對GC產生濃厚興趣，本人卻說不清為何喜歡GC，被人追問原因時，總是回答“是緣分”。
現在是CRuby的committer,每天致力於GC的改善。著有《垃圾回收的算法與實現》。

吳炎昌（譯者）

畢業於西北工業大學軟件工程專業，曾供職於多家日本軟件公司，從事系統開發工作。
2015年回國後加入美團點評，現任系統研發工程師。愛好旅行、電影和品嚐各種美食，有一位志趣相投的伴侶。

算法篇
第　1章 G1GC是什麽
1.1　G1GC和實時性　2
1.2　堆結構　5
1.3　執行過程　5
1.4　並發標記和轉移　7

第　2章 並發標記
2.1　什麽是並發標記　8
2.2　標記位圖　9
2.3　執行步驟　10
2.4　步驟①——初始標記階段　10
2.5　步驟②——並發標記階段　12
2.6　步驟③——最終標記階段　18
2.7　步驟④——存活對象計數　19
2.8　步驟⑤——收尾工作　21
2.9　總結　22

第3章　轉移
3.1　什麽是轉移　25
3.2　轉移專用記憶集合　26
3.3　轉移專用寫屏障　28
3.4　轉移專用記憶集合維護線程　31
3.5　熱卡片　32
3.6　執行步驟　32
3.7　步驟①——選擇回收集合　33
3.8　步驟②——根轉移　34
3.9　步驟③——轉移　39
3.10　標記信息的作用　39
3.11　總結　40

第4章　軟實時性
4.1　用戶的需求　41
4.2　預測轉移時間　42
4.3　預測可信度　43
4.4　GC暫停處理的調度　44
4.5　並發標記中的暫停處理　46

第5章　分代G1GC模式
5.1　不同點　47
5.2　新生代區域　48
5.3　分代對象轉移　49
5.4　執行過程簡述　49
5.5　分代選擇回收集合　51
5.6　設置最大新生代區域數　51
5.7　GC的切換　52
5.8　GC執行的時機　52

第6章　算法篇總結
6.1　關系圖　53
6.2　優點　54
6.3　缺點　54
6.4　結束語　55

實現篇
第7章　準備工作
7.1　什麽是HotSpotVM　58
7.2　什麽是OpenJDK　58
7.3　獲取源碼　59
7.4　代碼結構　60
7.5　兩個特殊類　61
7.6　適用於各種操作系統的接口　63

第8章　對象管理功能
8.1　對象管理功能的接口　64
8.2　對象管理功能的全貌　65
8.3　CollectedHeap類　66
8.4　CollectorPolicy類　67
8.5　各個GC類　68

第9章　堆結構
9.1　VM堆　70
9.2　G1GC堆　72
9.3　常駐空間　75

第　10章 分配器
10.1　內存分配的流程　76
10.2　VM堆的申請　77
10.3　VM堆的分配　79
10.4　對象的分配　86
10.5　TLAB　90

第　11章 對象結構
11.1　oopDesc類　92
11.2　klassOopDesc類　93
11.3　Klass類　94
11.4　類之間的關系　95
11.5　不要在oopDesc類中定義虛函數　96
11.6　對象頭　97

第　12章 HotSpotVM的線程管理
12.1　線程操作的抽象化　103
12.2　Thread類　103
12.3　線程的生命周期　104
12.4　Windows線程的創建　107
12.5　Windows線程的處理開始　110
12.6　Linux線程的創建　113
12.7　開始Linux線程的處理　117

第　13章 線程的互斥處理
13.1　什麽是互斥處理　119
13.2　互斥量　119
13.3　監視器　120
13.4　監視器的實現　122
13.5　Monitor類　127
13.6　Mutex類　129
13.7　MutexLocker類　130

第　14章 GC線程（並行篇）
14.1　並行執行的流程　132
14.2　AbstractWorkGang類　136
14.3　AbstractGangTask類　137
14.4　GangWorker類　137
14.5　並行GC的執行示例　138

第　15章 GC線程（並發篇）
15.1　ConcurrentGCThread類　146
15.2　SuspendibleThreadSet類　147
15.3　安全點　150
15.4　VM線程　152

第　16章 並發標記
16.1　並發標記的全貌　155
16.2　步驟①——初始標記階段　160
16.3　步驟②——並發標記階段　168
16.4　步驟③——最終標記階段　170
16.5　步驟④——存活對象計數　172
16.6　步驟⑤——收尾工作　172

第　17章 轉移
17.1　轉移的全貌　174
17.2　步驟①——選擇回收集合　178
17.3　步驟②——根轉移　181
17.4　步驟③——轉移　185

第　18章 預測與調度
18.1　根據歷史記錄進行預測　187
18.2　並發標記的調度　194
18.3　轉移的調度　195

第　19章 準確式GC的實現
19.1　棧圖　197
19.2　句柄區域與句柄標記　209

第　20章 寫屏障的性能開銷
20.1　運行時切換GC算法　212
20.2　解釋器的寫屏障　214
20.3　JIT編譯器的寫屏障　216
後記　220
參考文獻　223