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出版者:清华大学出版社发行部

作者:仵博

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2006-7

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302129226

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 高级编程
• 实用教程
• JavaSE
• JavaEE
• 多线程
• 集合框架
• IO
• 网络编程
• 反射
• 设计模式

深入探索Java语言的精髓与实践 本书旨在为已经掌握Java基础语法的开发者提供一条通往精通之路。我们不局限于语言的表层语法，而是深入挖掘Java虚拟机（JVM）的工作机制，理解内存管理、垃圾回收的原理，从而写出更高效、更健壮的代码。同时，我们将全面剖析Java核心API，掌握其设计思想和最佳实践，使您能够游刃有余地解决各种复杂的编程挑战。 第一章：Java虚拟机深度解析 JVM的架构与组成： 详细介绍JVM的内存区域划分，包括堆（Heap）、栈（Stack）、方法区（Method Area，或称为元空间）、程序计数器（Program Counter Register）和本地方法栈（Native Method Stack）。理解每个区域的职责和内存分配机制，对于诊断内存泄漏、优化性能至关重要。我们将通过图解和实例，清晰地展示类加载过程、字节码执行过程以及对象在内存中的生命周期。 类加载机制： 深入理解JVM如何加载、连接（验证、准备、解析）和初始化类。我们将探讨双亲委派模型的工作原理，以及自定义类加载器的应用场景，例如在模块化开发、热部署等场景下，理解其重要性。 内存管理与垃圾回收： 这是Java性能优化的核心。本章将详细阐述Java的垃圾回收机制，包括各种垃圾回收算法（如Serial、Parallel、CMS、G1、ZGC、Shenandoah）的原理、优缺点及适用场景。我们将深入剖析引用类型（强引用、软引用、弱引用、虚引用）对垃圾回收的影响，并提供一套系统性的内存问题诊断与调优方法论，帮助读者识别和解决常见的内存泄漏和溢出问题。通过实际案例，演示如何使用JVM自带的监控工具（如`jvisualvm`、`jmc`）来分析堆转储（Heap Dump）和线程转储（Thread Dump）。 字节码指令与执行引擎： 简要介绍JVM的字节码指令集，以及其执行引擎（解释执行、即时编译JIT）的工作方式。理解JIT编译的原理，包括分层编译、热点代码检测，有助于解释为何Java程序在长时间运行后性能会提升，并为编写更易于JIT优化的代码提供指导。 第二章：Java核心API精通 集合框架的深度运用： 抛弃对List、Set、Map等基本集合类的表面理解，深入研究其内部实现（如ArrayList的动态扩容、LinkedList的双向链表、HashMap的哈希冲突解决、TreeMap的红黑树结构）。我们将重点讲解`ConcurrentHashMap`等并发集合的线程安全机制，以及`Iterator`、`ListIterator`等遍历器的使用细节和注意事项。还会介绍一些不常用但功能强大的集合类，如`Queue`接口的各种实现（`LinkedList`、`ArrayDeque`、`PriorityQueue`）及其应用场景，`Deque`接口的特性，以及`NavigableMap`和`NavigableSet`在排序和范围查询方面的优势。 I/O流的现代实践： 详细介绍`java.io`包和`java.nio`包（NIO）的异同。重点讲解NIO中的Channel、Buffer、Selector模型，理解其非阻塞I/O的优势，并演示如何使用NIO实现高性能的网络通信和文件操作。我们将分析`BufferedReader`、`BufferedWriter`、`ObjectInputStream`、`ObjectOutputStream`等常用类的性能特点和最佳使用方式。此外，还会涉及文件锁、内存映射文件（Memory-Mapped Files）等高级I/O特性。 并发编程的基石： 深入理解`java.util.concurrent`包，掌握线程池（`ExecutorService`）的创建、管理和优雅关闭。详细讲解各种同步工具，如`Semaphore`（信号量）、`CountDownLatch`（倒计时锁存器）、`CyclicBarrier`（循环屏障）、`Phaser`（阶段性屏障）等，以及它们在多线程协作中的应用。我们将重点解析`Lock`接口及其实现（`ReentrantLock`、`ReentrantReadWriteLock`），理解其相对于`synchronized`关键字的灵活性和高级功能。 反射（Reflection）与注解（Annotation）的灵活运用： 掌握反射机制，实现动态地创建对象、调用方法、访问属性，理解其在框架开发、单元测试、序列化等方面的应用。深入讲解注解的定义、解析和处理器，了解其在构建声明式编程、元数据驱动开发中的强大能力。 日期与时间API（JSR 310）： 抛弃遗留的`java.util.Date`和`java.util.Calendar`，全面掌握`java.time`包下的新日期时间API，包括`LocalDate`、`LocalTime`、`LocalDateTime`、`Instant`、`ZonedDateTime`等类，以及`DateTimeFormatter`、`Period`、`Duration`等工具类，理解其不可变性、线程安全性和易用性。 第三章：Java网络编程进阶 Socket编程详解： 从TCP和UDP协议的原理出发，深入讲解`Socket`和`ServerSocket`的阻塞与非阻塞模式。我们将通过实际代码演示如何构建一个简单的客户端-服务器应用程序，并探讨如何处理连接管理、数据传输和异常情况。 Java NIO在网络通信中的应用： 再次强调NIO在高性能网络编程中的关键作用。本章将重点演示如何利用`Selector`模型构建高并发的网络服务器，处理大量的客户端连接。我们将分析非阻塞I/O如何提高吞吐量和响应速度，以及其在Web服务器、代理服务器等场景下的应用。 HTTP协议与Web服务： 介绍HTTP协议的基本原理，包括请求方法、状态码、请求头和请求体。讲解Java如何通过`HttpClient`（以及更现代的`java.net.http`）进行HTTP请求。此外，还将简要介绍Java在构建Web服务方面的支持，如Servlet API的基础概念（尽管本书不深入Servlet框架）。 第四章：Java并发编程高级主题 线程安全的设计模式： 深入探讨各种线程安全的设计模式，如不可变对象（Immutable Objects）、原子操作（Atomic Operations）、线程局部变量（ThreadLocal）、同步器（Synchronizers）和并发集合。理解不同模式适用的场景，以及如何组合使用它们来构建健壮的并发系统。 锁机制的深入理解： 除了`ReentrantLock`，我们将探讨更高级的锁机制，如`StampedLock`（读写锁的优化）、`CompletableFuture`（异步编程框架）及其与锁的结合。分析锁的性能开销，并提供避免死锁和活锁的策略。 Fork/Join框架与并行流（Parallel Streams）： 深入讲解Fork/Join框架的设计理念和工作原理，理解其如何将大任务分解成小任务，并利用多核CPU实现并行计算。演示如何利用并行流（Parallel Streams）轻松地将串行操作转换为并行操作，并分析其性能优势与潜在的陷阱。 Actor模型简介： 简要介绍Actor模型作为一种替代传统共享内存并发模型的范式，理解其消息传递的并发机制，并了解一些基于Actor模型的Java库（如Akka，虽然不深入其API，但介绍其概念）。 第五章：Java性能调优实战 性能瓶颈定位： 掌握使用JVM自带工具（如`jstat`、`jstack`、`jmap`、`jcmd`）和第三方工具（如YourKit、JProfiler）进行性能分析的方法。学会如何通过CPU采样、内存分析、线程分析等手段，快速定位代码中的性能瓶颈。 JVM参数调优： 详细讲解JVM的各种启动参数，包括堆内存设置（`-Xms`, `-Xmx`）、垃圾回收器选择（`-XX:+UseG1GC`, `-XX:+UseParallelGC`等）、新生代与老年代的比例、GC日志分析等。提供一套基于实际场景的JVM参数调优思路和方法。 代码层面的优化： 介绍常见的代码优化技巧，如减少对象创建、避免不必要的计算、合理使用数据结构、利用缓存、优化循环等。重点讲解如何编写对JIT编译器更友好的代码，以获得更好的运行时性能。 并发场景的性能优化： 针对并发编程中常见的性能问题，如锁竞争、线程饥饿、上下文切换开销等，提供具体的优化方案。例如，如何选择合适的同步机制、如何减少锁的粒度、如何利用无锁数据结构等。 第六章：Java语言的新特性与未来趋势 Java 8及以后版本的重要更新： 重点讲解Lambda表达式、Stream API、Optional类、方法引用、接口的默认方法和静态方法等。深入分析这些新特性如何简化代码、提高开发效率、促进函数式编程风格。 Java 9及以后版本的模块化（Project Jigsaw）： 介绍Java模块化系统的概念、模块的定义、模块的依赖关系以及模块化开发的好处。理解其如何解决“类路径地狱”问题，提高应用程序的可维护性和安全性。 Java 11及以后的新特性： 介绍`var`关键字（局部变量类型推断）、`String`类的增强方法（如`isBlank()`, `strip()`）、`HttpClient`的更新、`Collectors.teeing()`等，以及一些Lambdas和Stream API的改进。 Java生态系统中的前沿技术： 简要介绍与Java紧密相关的其他技术领域，如JVM语言（Kotlin, Scala）、微服务架构（Spring Boot）、容器化技术（Docker, Kubernetes）等，以及Java在这些领域的应用和发展。 本书结构严谨，内容翔实，理论与实践相结合。通过阅读本书，您将不仅能够理解Java语言的深层机制，更能掌握构建高性能、高可伸缩性、高健壮性Java应用程序的关键技术和方法。无论您是希望提升技术深度、解决复杂工程问题，还是为迎接更高级别的开发挑战做好准备，本书都将是您不可或缺的伴侣。

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当我翻开目录时，第一印象是内容覆盖面似乎有些过于宽泛了，从基础的面向对象设计原则到设计模式的运用，再到框架原理的探讨，似乎想面面俱到，但这往往意味着在某个特定深度上会显得力不从心。我更希望它能在某一两个核心难点上做到极致的剖析。比如，关于并发编程的部分，是仅仅讲解`synchronized`和`ReentrantLock`的使用，还是会深入到Lock-Free数据结构的实现细节和CAS操作的底层原理？后者才是真正体现“高级”二字的地方。我还注意到，对于现代Java生态中的关键组件，比如Spring Boot 3.x+的AOP底层是如何基于字节码增强实现的，或者Quarkus、Micronaut这类新兴框架的编译期优化策略，这本书是否有涉及？如果这本教程只是在重复市面上已有的经典教材内容，那么对于需要解决实际复杂工程问题的工程师来说，价值就会大打折扣。阅读体验上，希望注释和代码块的对应关系清晰，避免因为排版问题导致理解上的障碍。

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从语言风格上讲，这本书的叙述方式显得相对平实、甚至略微有些枯燥，缺乏那种能让人眼前一亮的洞见和强烈的个人风格。高级编程的学习过程往往伴随着思维模式的转变，好的教程应该能引导读者跳出固有的思维定势。我希望看到作者能用更具启发性的方式来阐述复杂的概念，比如通过类比、历史演变或者反例来加深读者的理解。比如，讨论设计模式时，如果能深入分析某个知名开源项目是如何应用和“反模式化”某个经典模式的，那会比单纯的UML图和解释有趣得多。另外，我对错误处理和异常机制的探讨很感兴趣——在分布式系统中，如何设计健壮的幂等性保证和分布式事务的补偿机制，这些“硬骨头”问题如果能得到细致的分析，这本书的价值就凸显出来了。如果只是对Checked Exception和Unchecked Exception做笼统的划分，那未免过于肤浅了。

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这本书的篇幅看起来相当可观，这通常意味着内容的详实。然而，内容的“新颖度”和“及时性”是衡量高级教程生命力的重要标准。Java生态发展迅猛，如果这本书的例子和库版本停留在几年前，那么它的实用性就会快速下降。例如，对于虚拟线程（Project Loom）的特性介绍是否足够深入？如果仅仅是提到了其存在，而没有深入到其与现有并发工具的兼容性、使用场景的权衡和初步的性能对比，那么对于追求最新技术的读者来说，吸引力就不足了。我更倾向于那些敢于探讨技术栈未来趋势的书籍，哪怕这些技术尚处于预览阶段，但能提供前瞻性的视角和思考方向。希望作者能在书中加入一些对未来Java发展路线图的个人解读，并结合已学的高级特性进行推演。最终，一本好的高级教程应该是能成为读者在技术道路上的“地图”，而不仅仅是“说明书”。

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这本书的封面设计很吸引人，色彩搭配和字体选择都透露出一种专业感，让人一看就知道是本干货。不过，我得说，我对书的内容期待很高，毕竟“Java高级编程”这个标签通常意味着深度和前沿性。我希望它能涵盖当前工业界最热门的几个领域，比如微服务架构下的高级并发处理，或者更底层的JVM调优实践。我特别关注内存模型和垃圾回收机制的最新进展，如果能有深入的源码分析和实战调优案例就太棒了。另外，像响应式编程、反应式系统设计这些主题，也应该有不输专业书籍的讲解深度。如果只是停留在老旧的Java 8特性讲解，那吸引力就大大降低了。我个人倾向于那些能把理论和大量一线项目经验结合起来的书籍，而不是纯粹的教科书式罗列。这本书的排版看起来不错，大段代码示例的格式处理得当，这是阅读体验中的一个重要加分项。总的来说，从外观判断，它瞄准的是希望突破现有技术瓶颈的资深开发者。

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这本书的实战性评估是决定我是否会把它放在工作台边随时翻阅的关键因素。我期待的“实用教程”意味着它不仅要讲“是什么”，更要讲“怎么做”和“为什么这么做”。例如，在讨论性能优化时，书中是否提供了基于JProfiler或async-profiler的真实火焰图分析案例？如果只是给出了一些教科书式的优化建议，那作用有限。我非常看重项目构建和依赖管理部分，尤其是在企业级应用中，如何处理复杂的模块化依赖、版本冲突，以及如何结合CI/CD流程进行自动化测试和部署，这些都是高级编程中绕不开的话题。如果它能提供一个端到端的小型项目案例，贯穿全书的始终，从需求分析到最终部署，那将极大地提升其实用价值。目前的视角来看，如果这本书能提供一些“踩坑记录”和“最佳实践”的总结，而不是仅仅罗列API，那么它就成功了一半。

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