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第1章 性能调优策略概述1

1.1 为什么需要调优1

1.2 性能优化的参考因素5

1.2.1 传统计算机体系的分歧5

1.2.2 导致系统瓶颈的计算资源7

1.2.3 程序性能衡量指标8

1.2.4 性能优化目标9

1.2.5 性能优化策略10

1.3 性能调优分类方法11

1.3.1 业务方面12

1.3.2 基础技术方面12

1.3.3 组件方面17

1.3.4 架构方面19

1.3.5 层次方面20

1.4 本章小结21

第2章 优化前的准备知识22

2.1 服务器知识23

2.1.1 内存23

2.1.2 GPU/CPU44

2.1.3 硬盘49

2.1.4 网络架构51

2.2 新兴技术53

第3章 Java API调用优化建议54

3.1 面向对象及基础类型55

3.1.1 采用Clone()方式创建对象55

3.1.2 避免对boolean判断55

3.1.3 多用条件操作符56

3.1.4 静态方法代替实例方法56

3.1.5 有条件地使用final关键字58

3.1.6 避免不需要的instanceof操作58

3.1.7 避免子类中存在父类转换59

3.1.8 建议多使用局部变量60

3.1.9 运算效率最高的方式——位运算60

3.1.10 用一维数组代替二维数组62

3.1.11 布尔运算代替位运算64

3.1.12 提取表达式优化65

3.1.13 不要总是使用取反操作符（！）66

3.1.14 不要重复初始化变量66

3.1.15 变量初始化过程思考66

3.1.16 对象的创建、访问过程69

3.1.17 在switch语句中使用字符串70

3.1.18 数值字面量的改进73

3.1.19 优化变长参数的方法调用74

3.1.20 针对基本数据类型的优化75

3.1.21 空变量76

3.2 集合类概念77

3.2.1 快速删除List里面的数据78

3.2.2 集合内部避免返回null80

3.2.3 ArrayList、LinkedList比较82

3.2.4 Vector、HashTable比较85

3.2.5 HashrMap使用经验87

3.2.6 EnumSet、EhumMap91

3.2.7 HashSet使用经验92

3.2.8 LinkedHashMap、TreeMap比较96

3.2.9 集合处理优化新方案99

3.2.10 优先考虑并行计算107

3.3 字符串概念108

3.3.1 String对象108

3.3.2 善用String对象的SubString方法111

3.3.3 用charat()代替startswith()113

3.3.4 在字符串相加的时候，使用“代替”114

3.3.5 字符串切割114

3.3.6 字符串重编码117

3.3.7 合并字符串118

3.3.8 正则表达式不是万能的122

3.4 引用类型概念123

3.4.1 强引用（Strong Reference）126

3.4.2 软引用（Soft Reference）131

3.4.3 弱引用（Weak Reference）135

3.4.4 引用队列141

3.4.5 虚引用（Phantom Reference）142

3.5 其他相关概念146

3.5.1 JNI技术提升146

3.5.2 异常捕获机制150

3.5.3 ExceptionUtils类154

3.5.4 循环技巧155

3.5.5 替换switch157

3.5.6 优化循环158

3.5.7 使用arrayCopy()159

3.5.8 使用Buffer进行I/O操作161

3.5.9 使用clone()代替new164

3.5.10 I/O速度166

3.5.11 Finally方法里面释放或者关闭资源占用167

3.5.12 资源管理机制167

3.5.13 牺牲CPU时间169

3.5.14 对象操作172

3.5.15 正则表达式172

3.5.16 压缩文件处理174

3.6 本章小结175

第4章 程序设计优化建议176

4.1 算法优化概述176

4.1.1 常用算法逻辑描述177

4.1.2 多核算法优化原理186

4.1.3 Java算法优化实践188

4.2 设计模式196

4.2.1 设计模式的六大准则196

4.2.2 单一对象控制200

4.2.3 并行程序设计模式202

4.2.4 接口适配205

4.2.5 访问方式隔离219

4.3 I/O及网络相关优化225

4.3.1 I/O操作优化225

4.3.2 Socket编程231

4.3.3 NIO 2.0文件系统235

4.4 数据应用优化236

4.4.1 关系型数据库优化236

4.4.2 向HBase插入大量数据240

4.4.3 解决海量数据缓存251

4.5 其他优化256

4.5.1 Web系统性能优化建议256

4.5.2 死锁情况解决方案259

4.5.3 JavaBeans组件268

4.6 本章小结269

第5章 Java并行程序优化建议270

5.1 并行程序优化概述270

5.1.1 资源限制带来的挑战271

5.1.2 进程、线程、协程272

5.1.3 使用多线程的原因281

5.1.4 线程不安全范例282

5.1.5 重排序机制284

5.1.6 实例变量的数据共享286

5.1.7 生产者与消费者模式288

5.1.8 线程池的使用290

5.2 锁机制对比296

5.2.1 锁机制概述296

5.2.2 Synchronized使用技巧298

5.2.3 Volatile的使用技巧303

5.2.4 队列同步器304

5.2.5 可重入锁307

5.2.6 读写锁308

5.2.7 偏向锁和轻量级锁309

5.3 增加程序并行性310

5.3.1 并发计数器311

5.3.2 减少上下文切换次数312

5.3.3 针对Thread类的更新314

5.3.4 Fork/Join框架314

5.3.5 Executor框架318

5.4 JDK类库使用319

5.4.1 原子值320

5.4.2 并行容器324

5.4.3 非阻塞队列332

5.4.4 阻塞队列338

5.4.5 并发工具类365

5.5 本章小结376

第6章 JVM性能测试及监控377

6.1 监控计算机设备层378

6.1.1 监控CPU380

6.1.2 监控内存405

6.1.3 监控磁盘417

6.1.4 监控网络423

6.2 监控JVM活动428

6.2.1 监控垃圾收集目的429

6.2.2 GC垃圾回收报告分析430

6.2.3 图形化工具431

6.2.4 GC跟踪示例437

6.3 本章小结438

第7章 JVM性能调优建议439

7.1 JVM相关概念439

7.1.1 内存使用相关概念440

7.1.2 字节码相关知识443

7.1.3 自动内存管理448

7.2 JVM系统架构451

7.2.1 JVM的基本架构451

7.2.2 JVM初始化过程453

7.2.3 JVM架构模型与执行引擎456

7.2.4 解释器与JIT编译器456

7.2.5 类加载机制457

7.2.6 虚拟机458

7.3 垃圾回收机制相关459

7.3.1 GC相关概念459

7.3.2 垃圾回收算法468

7.3.3 垃圾收集器476

7.4 实用JVM实验490

7.4.1 将新对象预留在年轻代490

7.4.2 大对象进入年老代494

7.4.3 设置对象进入年老代的年龄495

7.4.4 稳定与震荡的堆大小497

7.4.5 吞吐量优先案例498

7.4.6 使用大页案例499

7.4.7 降低停顿案例499

7.4.8 设置最大堆内存499

7.4.9 设置最小堆内存500

7.4.10 设置年轻代503

7.4.11 设置持久代504

7.4.12 设置线程栈504

7.4.13 堆的比例分配505

7.4.14 堆分配参数总结508

7.4.15 垃圾回收器相关参数总结509

7.4.16 查询GC命令515

7.5 本章小结515

第8章 其他优化建议516

8.1 Java现有机制及未来发展516

8.1.1 Java体系结构变化历史516

8.1.2 Java语言面临的挑战520

8.1.3 Java 8的新特性522

8.1.4 Java语言前景523

8.1.5 物联网：Java和你是一对524

8.1.6 Java模块化发展525

8.1.7 OpenJDK的发展527

8.2 系统架构优化建议528

8.2.1 系统架构调优528

8.2.2 Java项目优化方式分享530

8.2.3 面向服务架构534

8.2.4 程序隔离技术538

8.2.5 团队并行开发准则544

8.3 与编程无关546

8.3.1 工程师品格546

8.3.2 如何成为技术大牛547

8.3.3 编程方法分享548

8.4 本章小结549