深入理解 jvm 字節碼

張亞

  • 出版商: 機械工業
  • 出版日期: 2020-05-01
  • 售價: $534
  • 貴賓價: 9.5$507
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 311
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7111653726
  • ISBN-13: 9787111653721
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商品描述

這是一本揭示JVM字節碼“黑科技”的著作,它從原理和應用兩個維度深入剖析了JVM字節碼。
書中內容涉及JVM字節碼的大部分應用場景,如Java性能優化、軟件防護與破解、APM等,
通過大量實戰案例講解了它在這些場景中的實技巧。

本書共12章,從邏輯上分為兩大部分。

一部分:原理篇(1~8章)
1章詳細剖析了class文件的內部結構;
2章介紹了字節碼的概念以及Java虛擬機棧和棧幀的相關內容;
3章介紹了字節碼的進階知識,包括泛型擦除、synchronized關鍵字、反的底層實現原理;
4章介紹了javac編譯器的原理,以及javac編譯的七大階段和各階段的作用;
5章從字節碼的角度介紹Kotlin的常見語法糖、coroutine等原理;
6章介紹了ASM和Javassist這兩個字節碼作工具;
7章介紹了Java Instrumentation的原理;
8章介紹了JSR 269插件化註解處理原理。

二部分:應用篇(9~12章)
9章介紹了字節碼在cglib、Fastjson等框架上的應用;
10章介紹了反編譯、破解、防破解和逆向工程的相關內容;
11章介紹了APM的概況、分佈式跟踪的基本原理等。1
2章詳細介紹了Android de文件的組成結構,以及Android字節碼指令與Java字節碼指令的區別。

作者簡介

張亞

資深後端工程師和Java工程師,CVTE(視源股份,股票代碼:002841)高級技術經理,
帶領20多人的研發團隊做教育相關的產品。
主要方向是JVM調優及故障診斷、TCP源碼剖析、
高並發系統設計,致力於後端底層技術細節的研究。
獨立實現了公司級全鏈路APM產品,在字節碼、ASM、
軟件破解等方向有豐富的實戰經驗。
vim狂熱愛好者,熱衷分享,是掘金平台的優秀作者,
在掘金上撰寫過兩本關於JVM和TCP底層原理的小冊子。

目錄大綱

1章 深入剖析 class 文件結構 1
1.1 初探 class 文件 1
1.2 class 文件結構剖析 3
1.2.1 魔數 4
1.2.2 版本號 6
1.2.3 常量池 7
1.2.4 Access flags 18
1.2.5 this_class、super_name、interfaces 19
1.2.6 字段表 20
1.2.7 方法表 23
1.2.8 屬性表 25
1.3 使用 javap 查看類文件 30
1.4 小結 32

2章 字節碼基礎 33
2.1字節碼概述 33
2.2Java 虛擬機棧和棧幀 34
2.3 字節碼指令 41
2.3.1 加載和存儲指令 41
2.3.2 作數棧指令 42
2.3.3 運算和類型轉換指令 45
2.3.4 控制轉移指令 46
2.3.5 for語句的字節碼原理 48
2.3.6 switch-case底層實現原理 54
2.3.7 String的switch-case實現的字節碼原理 55
2.3.8 ++i和i++的字節碼原理 60
2.3.9 try-catch-finally的字節碼原理 63
2.3.10 try-with-resources 的字節碼原理 71
2.3.11 對象相關的字節碼指令 74
2.4 小結 77

3章 字節碼進階 78
3.1 方法調用指令 78
3.1.1 invokestatic指令 79
3.1.2 invokevirtual指令 79
3.1.3 invokespecial指令 80
3.1.4 invokeinterface指令 80
3.1.5 invokedynamic指令 90
3.2 Lambda 表達式的原理 95
3.3 泛型與字節碼 100
3.4 synchronized 的實現原理 102
3.5 反的實現原理 106
3.5.1 反方法源碼分析 107
3.5.2 反的inflation機制 109
3.6 小結 110

4章 javac 編譯原理簡介 111
4.1 javac 源碼調試 112
4.2 javac 的七個階段 114
4.2.1 parse階段 115
4.2.2 enter階段 116
4.2.3 process階段 118
4.2.4 attr階段 118
4.2.5 flow階段 121
4.2.6 desugar階段 122
4.2.7 generate階段 126
4.3 小結 129

5章 從字節碼角度看 Kotlin語言 130
5.1 Metadata 註解 130
5.2 頂層方法 132
5.3 object 單例 133
5.4 擴展方法 134
5.5 接口默認方法 135
5.6 默認參數 137
5.7 高級 for 循環 140
5.8 data class 142
5.9 多返回值 143
5.10 協程的實現原理 144
5.10.1 CPS 介紹 145
5.10.2 suspend 關鍵字 146
5.11 從字節碼分析 Kotlin 編譯器的bug 149
5.12 小結 153

6章 ASM 和 Javassist 字節碼作工具 154
6.1 ASM 介紹 154
6.1.1 ASM Core API核心類 156
6.1.2 ASM作字節碼示例 158
6.2 Javassist 介紹 169
6.2.1 Javassist核心API 169
6.2.2 Javassist作字節碼示例 170
6.3 小結 174

7章 Java Instrumentation 原理 175
7.1 Java Instrumentation 簡介 175
7.2 Instrumentation 與 -javaagent啟動參數 176
7.3 JVM Attach API 介紹 180
7.3.1 JVM Attach API基本使用 181
7.3.2 JVM Attach API的底層原理 183
7.4 小結 190

8章 JSR 269 插件化註解處理原理 191
8.1 JSR 269 簡介 191
8.2 抽象語法樹作 API 193
8.2.1 Names介紹 193
8.2.2 JCTree介紹 193
8.2.3 TreeMaker介紹 198
8.2.4 自定義註解處理實戰 202
8.3 JSR 269 在常用框架上的應用 207
8.3.1 案例一:ButterKnife 207
8.3.2 案例二:Lombok 209
8.4 小結 212

9章 字節碼的應用 213
9.1 cglib 動態代理原理分析 213
9.1.1 cglib核心API介紹 214
9.1.2 cglib原理分析 216
9.2字節碼在 Fastjson 上的應用 218
9.3 字節碼在 Dubbo 上的應用 221
9.4 字節碼在 JaCoCo 代碼覆蓋率上的應用 222
9.5 字節碼在 Mock 上的應用 225
9.6 小結 227

10章 軟件破解和防破解 228
10.1 反編譯 228
10.2 軟件破解 229
10.2.1 破解方式一:直接修改class文件 230
10.2.2 破解方式二:javaagent無痛破解 232
10.3 軟件防破解 234
10.3.1 自定義ClassLoader 234
10.3.2 JNI隱藏核心邏輯 237
10.3.3 基於JVMTI的加密方案 239
10.3.4 混淆 245
10.4 小結 250

11章 全鏈路分佈式跟踪與APM 251
11.1 全鏈路分佈式跟踪介紹 251
11.1.1 什麼是全鏈路分佈式跟踪 252
11.1.2 OpenTracing基本術語 253
11.1.3 分佈式跟踪的實現和上下文傳遞 254
11.2 見微知著之 APM 260
11.2.1 APM基本概念 260
11.2.2 APM的字節碼注入實現 261
11.2.3 其他平台的APM實現 272
11.3 小結 273

12章 Android字節碼與 APM 274
12.1 de 文件結構 274
12.1.1 header 276
12.1.2 string_ids 278
12.1.3 type_ids 280
12.1.4 proto_ids 281
12.1.5 field_ids 282
12.1.6 method_ids 283
12.1.7 class_defs 284
12.1.8 data 288
12.1.9 link_data 288
12.2 Android字節碼 288
12.2.1 Android字節碼概述 288
12.2.2 常見的字節碼指令介紹 289
12.3 Gradle 插件編寫 295
12.3.1 自定義Gradle插件 295
12.3.2 獨立的 Gradle 插件項目 296
12.4 Android字節碼注入原理 297
12.4.1 Transform API介紹 297
12.4.2 字節碼注入代碼實現 299
12.5 小結 301