JVM与Spring Boot核心知识-CSDN博客

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📕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。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。

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Java程序员廖志伟

💡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。

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一、JVM知识体系

类加载机制类加载机制是JVM的核心机制之一，其技术实现细节如下：
- 加载过程：JVM通过类加载器（如Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader）将类文件读取到内存中，并创建对应的Class对象。Bootstrap ClassLoader负责加载核心API类库，如rt.jar；Extension ClassLoader负责加载扩展类库；Application ClassLoader负责加载用户自定义类。
- 连接过程：连接过程包括验证、准备和解析三个阶段。验证阶段确保类文件符合JVM规范；准备阶段为类变量分配内存并设置默认值；解析阶段将符号引用转换为直接引用。
- 初始化过程：初始化阶段执行类的初始化代码，如静态代码块，以及调用构造方法。
双亲委派模型双亲委派模型的技术实现细节如下：
- 当类加载器请求加载一个类时，它会首先请求其父类加载器进行加载。如果父类加载器无法加载，则由自身加载该类。
- 这种模型确保了类加载的一致性，避免了类的重复加载，同时也保证了核心API的隔离。
自定义类加载器自定义类加载器的技术实现细节如下：
- 通过继承ClassLoader类或实现ClassLoader接口，可以创建自定义类加载器。
- 在自定义类加载器中，需要重写findClass方法，用于找到并返回指定的类字节码。
模块化系统（JPMS） JPMS的技术实现细节如下：
- Java 9引入了模块化系统，通过模块定义文件（module-info.java）来声明模块的依赖关系和模块的公开API。
- 模块化系统提供了模块隔离、版本控制、资源打包等功能，提高了JVM和Java应用的可维护性和可扩展性。
内存模型 JVM的内存模型的技术实现细节如下：
- 堆：堆是JVM中最大的内存区域，用于存储对象实例和数组。垃圾回收主要发生在堆上。
- 栈：栈是线程私有的内存区域，用于存储局部变量和方法调用信息。栈空间较小，但访问速度较快。
- 方法区：方法区存储类信息、常量、静态变量等。方法区通常使用永久代实现，但在Java 8及以后版本中，永久代已被元空间取代。
- PC寄存器：PC寄存器存储当前线程所执行的指令地址。
内存溢出场景分析内存溢出的技术实现细节如下：
- 堆内存溢出：当创建大量对象导致堆空间不足时，会抛出OutOfMemoryError异常。
- 栈内存溢出：当递归调用深度过大导致栈空间不足时，会抛出StackOverflowError异常。
垃圾回收垃圾回收的技术实现细节如下：
- GC Roots可达性分析：从GC Roots（如方法区中的静态变量、栈帧中的局部变量）开始，向上搜索可达对象，判断对象是否可回收。
- 分代收集理论：将对象分为新生代和旧生代，分别进行垃圾回收。新生代采用复制算法，旧生代采用标记-清除或标记-整理算法。
- 引用类型：强引用、软引用、弱引用和虚引用分别对应不同的回收策略。
垃圾回收算法垃圾回收算法的技术实现细节如下：
- 标记-清除算法：先标记所有可达对象，再清除未被标记的对象。该算法可能导致内存碎片。
- 复制算法：将内存分为两块，每次只使用其中一块，当一块使用完毕后，将其复制到另一块，并清空原块。该算法效率较高，但内存利用率较低。
- 整理算法：在复制算法的基础上，对内存进行整理，提高内存利用率。
并发收集器并发收集器的技术实现细节如下：
- CMS（Concurrent Mark Sweep）：在应用程序运行期间进行垃圾回收，减少停顿时间。但可能导致内存碎片。
- G1（Garbage-First）：通过将内存分为多个区域进行垃圾回收，减少内存碎片，适用于高吞吐量场景。
- ZGC（Z Garbage Collector）：对内存进行无锁管理，适用于低延迟场景。
停顿时间控制策略停顿时间控制策略的技术实现细节如下：
- 通过调整垃圾回收算法和JVM参数，控制垃圾回收过程中的停顿时间。
性能调优 JVM性能调优的技术实现细节如下：
- JVM参数配置：通过调整JVM参数，如-Xms、-Xmx等，来优化内存使用。
- 内存泄漏诊断：通过分析堆转储文件、内存快照等工具，找出内存泄漏原因。
- JIT编译优化：JIT编译器将字节码编译成本地代码，提高应用程序性能。

二、Spring Boot知识体系

自动配置自动配置的技术实现细节如下：
- @EnableAutoConfiguration注解：通过扫描classpath下所有符合条件的自动配置类，自动配置相关组件。
- Spring Factories机制：通过读取META-INF/spring.factories文件，获取自动配置类。
条件化配置（@Conditional）条件化配置的技术实现细节如下：
- @ConditionalOnClass：检查指定的类是否存在于classpath中。
- @ConditionalOnProperty：检查指定的属性值是否满足条件。
自定义Starter开发自定义Starter的技术实现细节如下：
- 创建Maven项目，添加Starter依赖。
- 创建Spring Boot自动配置类，实现自动配置逻辑。
- 编写自定义Starter，将自动配置类打包成jar包。
起步依赖起步依赖的技术实现细节如下：
- 将多个依赖关系打包成一个依赖包，简化项目依赖管理。
依赖管理机制（BOM文件） BOM文件的技术实现细节如下：
- BOM文件用于管理项目的依赖关系，确保项目版本的一致性。
版本冲突解决版本冲突的技术实现细节如下：
- 选择兼容版本。
- 使用依赖排除。
- 使用依赖覆盖。
第三方库集成模式第三方库集成模式的技术实现细节如下：
- 使用Starter依赖。
- 使用Maven插件或Gradle插件。
Actuator Actuator的技术实现细节如下：
- 健康检查端点：用于检查应用程序的健康状态。
- 度量指标收集：用于收集应用程序的性能数据。
- 自定义Endpoint开发：允许自定义监控和管理端点。
配置文件管理配置文件管理的实现细节如下：
- application.yml：应用程序的默认配置文件。
- application-{profile}.yml：多环境配置文件。
配置加载优先级配置加载优先级的实现细节如下：
- classpath:/config/
- classpath:/，如果存在则优先加载
- file:/config/
- file:/（按顺序加载）
动态配置刷新动态配置刷新的实现细节如下：
- Spring Boot支持在运行时修改配置并重新加载。
监控与日志监控与日志的实现细节如下：
- 集成Micrometer和Logback/SLF4J等工具，用于监控和记录应用程序的运行状态。
分布式链路追踪扩展机制分布式链路追踪扩展机制的实现细节如下：
- 支持分布式链路追踪，允许追踪应用程序的调用链路。
自定义AutoConfigurationBean生命周期扩展点自定义AutoConfigurationBean生命周期扩展点的实现细节如下：
- 允许在AutoConfigurationBean创建、初始化和销毁等阶段进行扩展。
响应式编程支持响应式编程支持的实现细节如下：
- 支持使用Reactor、Project Reactor等库编写异步、非阻塞代码。

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Java程序员廖志伟

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