Эффективный Java Тюнинг кода на Java 8, 11 и дальше

Description

Программирование и тестирование обычно принято относить к разным профессиональным сферам. Скотт Оукс — признанный эксперт по языку Java — уверен, что если вы хотите работать с этим языком, то обязаны понимать, как выполняется код в виртуальной машине Java, и знать, какие настройки влияют на производительность. Вы сможете разобраться в производительности приложений Java в контексте как JVM, так и платформы Java, освоите средства, функции и процессы, которые могут повысить производитель- ность в LTS-версиях Java, и познакомитесь с новыми возможностями (такими как предварительная компиляция и экспериментальные уборщики мусора). Предисловие Для кого написана эта книга Благодарности От издательства Глава 1. Введение Структура книги Платформы и соглашения Платформы Java Аппаратные платформы Многоядерное оборудование Программные контейнеры Производительность: общая картина Пишите более качественные алгоритмы Пишите меньше кода Применяйте преждевременную оптимизацию Ищите в других местах: база данных всегда является «узким местом» Оптимизация для типичного случая Итоги Глава 2. Тестирование производительности Тестирование реального приложения Микробенчмарки Макробенчмарки Мезобенчмарки Пропускная способность, пакетирование и время отклика Измерения затраченного времени Измерения пропускной способности Тесты на определение времени отклика Дисперсия Тестируйте рано, тестируйте часто Примеры хронометражных тестов JMH Примеры кода Итоги Глава 3. Инструментарий производительности Java Средства операционной системы и анализ Использование процессора Очередь выполнения Уровень использования диска Уровень использования сети Средства мониторинга Java Основная информация VM Информация о потоках Информация о классах Оперативный анализ уборки мусора Последующая обработка дампов кучи Средства профилирования Профилировщики с выборкой Инструментальные профилировщики Блокирующие методы и временная шкала потоков Профилировщики низкоуровневого кода Java Flight Recorder Java Mission Control Краткий обзор JFR Включение JFR Выбор событий JFR Итоги Глава 4. Работа с JIT-компилятором JIT-компиляторы: общие сведения Компиляция HotSpot Многоуровневая компиляция Распространенные флаги компилятора Настройка кэша команд Анализ процесса компиляции Уровни многоуровневой компиляции Деоптимизация Флаги компилятора высокого уровня Пороги компиляции Потоки компиляции Встраивание Анализ локальности Код для конкретного процессора Плюсы и минусы многоуровневой компиляции GraalVM Предварительная компиляция Статическая компиляция Компиляция в низкоуровневый код в GraalVM Итоги Глава 5. Знакомство с уборкой мусора Общие сведения об уборке мусора Уборщики мусора с учетом поколений Алгоритмы уборки мусора Выбор алгоритма уборки мусора Основная настройка уборщика мусора Определение размера кучи Определение размеров поколений Определение размера метапространства Управление параллелизмом Инструменты уборки мусора Включение протоколирования уборки мусора в JDK 8 Включение протоколирования уборки мусора в JDK 11 Итоги Глава 6. Алгоритмы уборки мусора Параллельный уборщик мусора Настройка адаптивного и статического определения размеров кучи Уборщик мусора G1 Настройка уборщика мусора G1 Уборщик мусора CMS Настройка для предотвращения сбоев конкурентного режима Расширенная настройка Порог хранения и области выживших Создание больших объектов Флаг AggressiveHeap Полный контроль над размером кучи Экспериментальные алгоритмы уборки мусора Конкурентное сжатие: ZGC и Shenandoah Фиктивный эпсилон-уборщик Итоги Глава 7. Практика работы с памятью кучи Анализ кучи Гистограммы кучи Дампы кучи Ошибки нехватки памяти Снижение потребления памяти Уменьшение размеров объектов Отложенная инициализация Неизменяемые и канонические объекты Управление жизненным циклом объекта Повторное использование объектов Мягкие, слабые и другие ссылки Сжатые OOP Итоги Глава 8. Практика работы с низкоуровневой памятью Потребление памяти Измерение потребления памяти Минимизация потребления памяти Контроль за низкоуровневой памятью Низкоуровневая память общих библиотек Настройки JVM для операционной системы Большие страницы Итоги Глава 9. Производительность многопоточных программ и синхронизации Многопоточное выполнение и оборудование Пулы потоков и объекты ThreadPoolExecutor Назначение максимального количества потоков Настройка минимального количества потоков Размеры задач для пула потоков Определение размера ThreadPoolExecutor ForkJoinPool Перехват работы Автоматическая параллелизация Синхронизация потоков Затраты на синхронизацию Предотвращение синхронизации Ложное совместное использование данных Настройки потоков JVM Настройка размеров стеков потоков Смещенная блокировка Приоритеты потоков Мониторинг потоков и блокировок Видимость потоков Вывод информации о заблокированных потоках Итоги Глава 10. Серверы Java Java NIO Серверные контейнеры Настройка серверных пулов потоков Асинхронные серверы REST Асинхронные исходящие вызовы Асинхронный HTTP Обработка JSON Разбор данных и маршалинг Объекты JSON Разбор JSON Итоги Глава 11. Практика работы с базами данных База данных для примера JDBC Драйверы JDBC Пулы подключений JDBC Подготовленные команды и пулы команд Транзакции Обработка итоговых наборов JPA Оптимизация записи JPA Оптимизация операций чтения JPA Кэширование JPA Spring Data Итоги Глава 12. Рекомендации по использованию Java SE API Строки Компактные строки Дублирование и интернирование строк Конкатенация строк Буферизованный ввод/вывод Загрузка классов Совместное использование данных классов Случайные числа Интерфейс JNI Исключения Журналы API коллекций Java Синхронизированные и несинхронизированные коллекции Определение размера коллекции Коллекции и эффективность использования памяти Лямбда-выражения и анонимные классы Производительность потоков данных и фильтров Отложенный перебор Сериализация объектов Временные поля Переопределение сериализации по умолчанию Сжатие сериализованных данных Отслеживание дубликатов Итоги Приложение. Список флагов настройки