📕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
Java虚拟机（JVM）是Java语言的运行环境，其核心职责在于执行Java字节码，并将其转换为底层操作系统的机器码。以下是对JVM知识体系相关知识点的深入解析：
- 类加载机制
类加载机制是JVM执行Java程序的第一步，它负责将.class文件加载到JVM中。这一过程分为以下几个阶段：
- 加载：类加载器负责定位、读取
.class文件，并创建一个Class对象。 - 验证：确保加载的
.class文件符合JVM规范，不含有任何危害JVM安全运行的代码。 - 准备：为类变量分配内存，并设置默认初始值。
- 解析：将符号引用转换为直接引用，即解析类、接口、字段和方法的符号引用。
- 双亲委派模型
双亲委派模型是类加载机制的核心，它要求类加载器首先委托其父类加载器进行加载。这种模型确保了Java核心库的类型安全，防止核心API被恶意篡改。
- Bootstrap ClassLoader：负责加载JVM启动类路径（Bootstrap Classpath）中的
.jar文件，如rt.jar。 - Extension ClassLoader：负责加载扩展类路径（Extension Classpath）中的
.jar文件。 - Application ClassLoader：负责加载应用程序类路径（Application Classpath）中的
.jar文件。
- 模块化系统（JPMS）
模块化系统（Java Platform Module System，JPMS）是JVM 9引入的模块化机制，旨在提高JVM的可扩展性和性能。它通过模块来组织代码，模块之间通过模块描述符定义依赖关系。
- 模块：由一组类文件和资源文件组成，具有唯一的名称。
- 模块描述符：描述模块的依赖关系、类路径等。
- 模块加载器：负责加载模块。
- 内存模型
JVM内存模型主要由以下部分组成：
- 栈：为每个线程分配的内存空间，用于存储局部变量、方法参数等。
- 方法区：存储类信息、常量池、静态变量等。
- 堆：存储对象实例，是垃圾回收的主要区域。
- PC寄存器：存储当前线程所执行的指令的地址。
- 内存溢出场景分析
内存溢出是指JVM内存使用超出可用内存的情况。常见内存溢出场景包括：
- 堆内存溢出：大量对象实例占用内存，导致JVM无法分配更多内存。
- 栈内存溢出：递归调用过深，导致栈空间耗尽。
- 方法区内存溢出：大量类信息占用内存，导致方法区空间不足。
- 垃圾回收
垃圾回收（Garbage Collection，GC）是JVM自动回收无用对象占用的内存。垃圾回收主要包括以下几个步骤：
- GC Roots可达性分析：从GC Roots开始，向上搜索可达对象。
- 标记：标记所有可达对象。
- 清除：清除未被标记的对象。
- 分代收集理论：将对象分为新生代和旧生代，分别采用不同的垃圾回收算法。
- 垃圾回收算法
常见的垃圾回收算法包括：
- 标记-清除算法：标记所有可达对象，清除未被标记的对象。
- 标记-整理算法：标记可达对象，然后整理内存空间，将存活对象移动到内存的一端。
- 复制算法：将对象复制到新的空间，回收旧空间。
- 并发收集器
并发收集器在执行垃圾回收时，允许应用程序继续运行。常见的并发收集器包括：
- CMS（Concurrent Mark Sweep）：适用于老年代，采用并发标记清除算法。
- G1（Garbage-First）：适用于老年代，基于区域进行垃圾回收。
- ZGC（Z Garbage Collector）：适用于所有代，提供低延迟的垃圾回收。
- 停顿时间控制策略
JVM提供了几种停顿时间控制策略，包括：
- 最大停顿时间：限制最大停顿时间。
- 增量停顿时间：将停顿时间分成多个小段，逐步增加。
- 性能调优、JVM参数配置
性能调优主要包括以下方面：
- JVM参数配置：通过调整JVM参数，如堆大小、垃圾回收算法等，来优化性能。
- 内存泄漏诊断：通过分析堆快照，定位内存泄漏。
- JIT编译优化
JIT编译器可以将字节码编译成本地机器码，从而提高程序执行效率。JIT编译优化主要包括以下方面：
- 类型推断：根据程序运行时的类型信息，优化字节码。
- 逃逸分析：分析对象是否可以被共享，减少对象创建。
- 标量替换：将对象引用替换为基本数据类型，减少内存使用。
二、Spring Boot知识体系
Spring Boot是一个基于Spring框架的快速开发平台，它简化了Spring应用的初始搭建以及开发过程。以下是对Spring Boot知识体系相关知识点的深入解析：
- 自动配置
Spring Boot的自动配置功能可以帮助开发者快速启动应用，无需手动配置。自动配置的原理如下：
- @EnableAutoConfiguration注解：告诉Spring Boot启用自动配置。
- Condition注解：根据特定条件判断是否启用自动配置。
- 条件化配置（@Conditional）
条件化配置允许根据特定条件启用或禁用自动配置。常见条件包括：
- @ConditionalOnClass：当存在某个类时启用自动配置。
- @ConditionalOnBean：当存在某个Bean时启用自动配置。
- 自定义Starter开发
自定义Starter可以方便地将自己的依赖和配置集成到Spring Boot项目中。
- 起步依赖、依赖管理机制
起步依赖是一组预定义的依赖，可以帮助开发者快速搭建项目。依赖管理机制包括：
- Maven BOM（Bill of Materials）：用于定义项目依赖的版本信息。
- Gradle Dependency Management：与Maven BOM类似。
- 版本冲突解决
解决版本冲突的方法包括：
- 使用依赖管理机制，确保依赖的版本一致性。
- 使用排除依赖（exclude）来避免冲突。
- 第三方库集成模式
第三方库集成模式包括：
- 使用Spring Boot提供的Starter依赖。
- 手动添加依赖。
- Actuator、健康检查端点、度量指标收集
Actuator是一个提供生产级应用的监控和管理的框架。健康检查端点用于检查应用的运行状态，度量指标收集用于收集应用的性能数据。
- 自定义Endpoint开发
自定义Endpoint允许开发者根据需求扩展Actuator的功能。
- 配置文件管理、多环境配置
Spring Boot支持多环境配置，可以通过配置文件（如application.yml）进行管理。
- 配置加载优先级、动态配置刷新
配置加载优先级是指不同配置文件之间的加载顺序。动态配置刷新允许在运行时修改配置，并立即生效。
- 监控与日志、Micrometer集成
Spring Boot提供了多种监控和日志解决方案，如Logback、SLF4J等。Micrometer是一个度量指标收集框架，可以与Spring Boot集成。
- 分布式链路追踪、扩展机制
分布式链路追踪可以帮助开发者追踪跨服务的请求过程。扩展机制允许开发者根据需求扩展Spring Boot的功能。
- 自定义AutoConfigurationBean生命周期扩展点、响应式编程支持
自定义AutoConfigurationBean生命周期扩展点允许开发者自定义Bean的生命周期。响应式编程支持允许开发者使用响应式编程框架，如Reactor等。
通过以上知识点的学习，我们可以更加深入地了解JVM和Spring Boot，从而在开发过程中更好地运用这些技术。在实际应用中，需要根据具体需求，灵活运用所学知识，以达到最佳的性能和开发效率。
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