📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、CSDN博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。
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💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。
一、JVM知识体系
类加载机制
类加载机制是JVM中一个复杂且关键的过程，它确保了Java代码在运行时能够正确地加载、验证和初始化类。在类加载过程中，JVM会遵循以下步骤：
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加载：类加载器负责将类文件从文件系统或网络中读取到JVM中。这个过程包括解析类的全限定名，并将其转换为Class对象。加载过程涉及到类加载器的选择，如Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader和Application ClassLoader。
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验证：验证阶段确保加载的类信息符合JVM规范，包括字节码的格式、符号表的正确性等。这一步骤有助于防止恶意代码对JVM造成危害。
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准备：为类变量分配内存，并设置默认初始值。对于静态变量，这个阶段会进行内存分配，但不会初始化其值。
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解析：将符号引用转换为直接引用，这一步涉及到方法、字段、接口等的解析。
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初始化：初始化阶段是执行类构造器 ()的过程，它负责初始化类变量、静态初始化器和静态代码块。
双亲委派模型通过委派给父类加载器来确保类加载的安全性，防止类被重复加载。自定义类加载器允许开发者根据需求定制类加载过程，例如，实现一个网络类加载器，从远程服务器加载类。
模块化系统（JPMS）
Java Platform Module System（JPMS）通过模块化来提高JVM应用程序的模块化和可维护性。模块化系统将应用程序分解为多个模块，每个模块包含一组类和资源，并通过模块描述符（module-info.java）来声明模块的依赖关系。
内存模型
JVM的内存模型由多个区域组成，每个区域都有其特定的用途：
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堆：堆是JVM中最大的内存区域，用于存储几乎所有的对象实例和数组的实例。堆的内存分配是动态的，垃圾回收器主要在这一区域工作。
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栈：每个线程都有自己的栈，用于存储局部变量和方法调用信息。栈是线程私有的，因此线程之间不会共享栈空间。
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方法区：方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等数据。方法区是所有线程共享的。
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PC寄存器：PC寄存器存储当前线程下一条要执行的指令的地址。当线程开始执行时，PC寄存器会指向方法区的第一条指令。
内存溢出场景分析
内存溢出通常是由于堆空间不足导致的。分析内存溢出场景时，需要考虑以下因素：
- 对象创建：频繁创建对象，特别是大对象，可能会导致堆空间不足。
- 循环引用：循环引用会导致对象无法被垃圾回收器回收，从而占用内存。
- 内存泄漏：内存泄漏是指内存被分配后，由于某些原因无法释放，导致内存逐渐耗尽。
垃圾回收
垃圾回收是JVM自动管理内存的一种机制，它通过回收不再使用的对象来释放内存。垃圾回收算法主要包括：
- 标记-清除：标记所有可达对象，然后清除未被标记的对象。
- 复制：将对象复制到另一个区域，并释放原区域。
- 整理：移动对象，使内存空间紧凑。
引用类型
Java中的引用类型包括：
- 强引用：默认的引用类型，只要强引用存在，对象就不会被垃圾回收。
- 软引用：适用于缓存数据，当内存不足时，软引用对象会被垃圾回收。
- 弱引用：弱引用对象在垃圾回收时会被优先回收。
- 虚引用：虚引用对象几乎没有任何实际意义，它仅仅帮助垃圾回收器识别对象。
垃圾回收算法
常见的垃圾回收算法包括：
- 标记-清除：标记所有可达对象，然后清除未被标记的对象。
- 复制：将对象复制到另一个区域，并释放原区域。
- 整理：移动对象，使内存空间紧凑。
并发收集器
并发收集器如CMS（Concurrent Mark Sweep）和G1（Garbage-First）可以减少停顿时间，提高应用程序的响应速度。这些收集器通过并发执行垃圾回收任务来减少对应用程序的影响。
停顿时间控制策略
JVM提供了多种策略来控制停顿时间，如G1的暂停时间目标（Pause Time Goal），这有助于提高应用程序的实时性能。
性能调优
性能调优包括JVM参数配置和内存泄漏诊断。JVM参数配置可以通过调整堆空间大小、垃圾回收策略等来优化性能。内存泄漏诊断可以使用MAT（Memory Analyzer Tool）等工具来识别和修复内存泄漏。
JIT编译优化
JIT编译器可以将Java字节码即时编译成本地机器码，以提高程序执行效率。JIT编译器会根据程序的运行情况动态优化代码，从而提高性能。
二、Spring Boot知识体系
自动配置
Spring Boot的自动配置功能通过@EnableAutoConfiguration注解实现。该注解会根据添加的依赖自动配置Spring容器。自动配置的原理是通过分析类路径下的jar依赖，找到相应的配置类，然后根据这些配置类来配置Spring容器。
起步依赖
起步依赖（Starters）是Spring Boot提供的一组预配置的依赖，用于简化依赖管理。每个Starter都定义了一组依赖，这些依赖通常与特定的功能相关联。
Actuator
Spring Boot的Actuator模块提供了运行时监控和管理应用程序的端点。这些端点可以用于收集应用程序的性能数据、执行健康检查、重启应用程序等。
配置文件管理
Spring Boot使用配置文件来管理应用程序的配置。配置文件可以是properties或yml格式，并且支持多环境配置。Spring Boot会根据不同的环境加载不同的配置文件。
监控与日志
Spring Boot提供了多种监控和日志配置选项。例如，可以使用Micrometer来收集度量指标，使用Logback或SLF4J来配置日志框架。
分布式链路追踪
Spring Boot支持分布式链路追踪，如Zipkin和Jaeger。链路追踪可以帮助开发者追踪分布式系统中的请求路径，从而更好地理解和调试系统。
扩展机制
Spring Boot提供了多种扩展机制，如自定义AutoConfigurationBean和生命周期扩展点。这些机制允许开发者根据需求扩展Spring Boot的功能。
响应式编程支持
Spring Boot支持响应式编程，如Spring WebFlux。响应式编程可以帮助开发者构建异步、非阻塞的应用程序，从而提高应用程序的性能和可扩展性。
通过以上对JVM和Spring Boot知识体系的详细描述，我们可以看到这两个技术在现代Java开发中的应用非常广泛。JVM负责提供Java程序的运行环境，而Spring Boot则简化了Spring应用程序的开发和配置。两者结合，为开发者提供了强大的工具和平台，以构建高性能、可扩展的Java应用程序。
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