前言

此笔记从软件设计、编码和JVM等维度阐述性能优化的方法和技巧，分享资深架构师Java程序性能优化的宝贵经验，专注于Java应用程序的优化方法、技巧和思想，并深度剖析JDK部分的实现。具有较强的层次性和连贯性，深入剖析软件设计层面、代码层面和JVM虚拟机层面的优化方法。理论结合实践，使用丰富的示例帮助读者理解理论知识!

内容概览

主要介绍Java应用程序的优化方法和技巧，一共分为6章，由于内容较多，便将展示部分内容

第1章 Java性能调优概述

通过本章的学习，读者应该了解性能的基本概念及常用的参考指标。此外，本章还较为详细地介绍了与性能调优相关的两个重要理论——木桶原理和Amdahl定律。

第2章设计优化

本章主要介绍了一些比较重要的与性能相关的设计模式、性能组件和优化方法。其中，重点阐述了单例模式、代理模式、享元模式、装饰者模式、观察者模式、值对象模式和业务代理模式的结构、使用方法与实现细节；在性能优化组件中，详细介绍了缓冲、缓存和对象池等常用组件；对于性能优化的基本方法，介绍了负载均衡的作用与实现，以及时间换空间和空间换时间的思想。

第3章 Java程序优化

本章着重介绍了Java应用程序的代码优化方法，包括String对象的优化、核心数据结构的优化（如List、Map和Set）、NIO的使用与传统的I/O性能对比、垃圾回收相关的引用类型及其使用，以及一些有助于改善性能的代码技巧。

第4章并行程序开发及优化

本章主要介绍了与并发程序相关的性能优化方法和技巧。4.1节从设计角度介绍了一些常用的并行程序开发设计模式，如Master-Worker模式、Future模式等；4.2节介绍了与并行程序性能密切相关的线程池的使用方法；4.3节介绍了并行程序专用的数据结构和它们在多线程下的性能表现；4.4节介绍了多线程间的并发控制方法；4.5节介绍了有关“锁”的优化方法；4.6节介绍了如何通过无锁的方法提升并行程序的性能；4.7节介绍了比线程更为轻便的多任务组件——协程。

第5章 JVM调优

本章介绍了JVM虚拟机的调优方法。首先介绍了虚拟机的内存模型，并重点介绍了虚拟机栈、Java堆和方法区的结构；接着详细介绍了与内存分配相关的JVM参数，以及垃圾回收的原理及其在Hot Spot虚拟机中的配置；最后介绍了一些常用的调优案例，以及一个基于Tomcat的模拟Web应用程序的调优过程。

第6章 Java性能调优工具

本章主要介绍了常用的性能采集工具和故障排查工具。首先详细介绍了基于Linux系统和Windows系统的性能采集工具，使用这些工具有助于开发者定位性能瓶颈；接着介绍了JDK自带的一些性能和故障排查相关的命令，如jps、jstack、jmap和jcmd等，以及免费的可视化工具JConsole、Visual VM和MAT；此外，本章还用了大量篇幅介绍了对象查询语言OQL及功能非常强大的JMC。