📕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
在深入探讨Java虚拟机（JVM）的知识体系之前，我们首先需要明确其运行平台及其在Java生态系统中的角色。JVM作为Java代码的运行时环境，提供了跨平台的执行能力，它负责解释或编译并执行Java代码。
1. 类加载机制
JVM通过类加载器负责在运行时创建类型，这一过程称为类加载。类加载机制确保了一个类在JVM中只被加载一次，并具有以下三个阶段：
- 加载：类加载器将类二进制数据加载到内存中，生成一个Class对象。这一步通常涉及以下步骤：读取类文件、解析类文件、验证类文件、准备类信息。
- 连接：验证Class对象的正确性，准备类变量和静态初始化代码。连接阶段分为验证、准备和解析三个子阶段。
- 初始化：执行类变量的赋值动作和静态初始化块代码。初始化阶段是类加载过程的最后一个阶段。
2. 双亲委派模型
在JVM中，类加载器在加载类时采用双亲委派模型。这意味着一个类加载器请求加载一个类时，它首先请求双亲加载器来加载。只有当双亲加载器无法完成类加载时，才由自己来完成类加载。
这种模型的优点是防止同名类的冲突，并简化类加载器的管理。然而，它也存在不足，例如，双亲委派模型可能会导致系统类加载器无法访问自定义的类加载器，从而引发问题。
3. 自定义类加载器
当系统需要特殊的类加载需求时，可以通过实现java.lang.ClassLoader接口创建自定义类加载器。自定义类加载器可以实现以下几个作用：
- 加载位于非classpath下的资源，如数据库连接池、缓存等。
- 实现类隔离，避免不同应用程序间的类冲突。
- 实现插件机制，便于系统的扩展。
4. 模块化系统（JPMS）
Java Platform Module System（JPMS）是Java 9引入的一种模块化系统，它将Java代码划分为多个模块，以便更好地组织、管理和重用代码。模块化系统有助于提高系统性能、减少冲突、简化开发等。
5. 内存模型
JVM运行时数据区包括以下部分：
- 堆：用于存放几乎所有的对象实例以及数组的内存空间。堆空间是动态分配的，垃圾回收主要在这一区域进行。
- 栈：用于存放线程执行时的局部变量，每个线程拥有自己的栈空间。栈空间是线程私有的，生命周期与线程相同。
- 方法区：用于存放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。
- PC寄存器：用于存放指向当前线程所执行的字节码指令的指针。
6. 内存溢出场景分析
内存溢出是指程序在运行过程中，内存需求超过可用内存导致的错误。以下是一些常见的内存溢出场景：
- 大量对象生成，如：HashMap的扩容。
- 数据结构错误，如：List、Map中的重复数据。
- JVM配置参数错误，如：堆空间配置不足。
7. 直接内存管理
Java直接内存是堆内存之外的一种内存区域，它主要用于存放本地数据结构和数据缓存等，与JVM内存隔离。使用java.nio包提供的ByteBuffer可以访问直接内存。
8. 垃圾回收（GC）
垃圾回收是一种自动的内存回收机制，它可以释放那些已经没有使用到的对象所占用的内存空间。以下是垃圾回收的几个关键概念：
- GC Roots可达性分析：从GC Roots开始，向上遍历可达的对象，称为可达对象，不可达的对象将被回收。
- 分代收集理论：将对象分为新生代和老年代，新生代用于存放短生命周期对象，老年代用于存放长生命周期对象。
- 引用类型：分为强、软、弱、虚四种引用类型，其中强引用最为常用。
- 垃圾回收算法：包括标记-清除、复制、整理等算法。
9. 并发收集器
并发收集器是一种在多线程环境下运行的垃圾回收器，它能够在应用程序运行时进行垃圾回收，从而减少应用程序的停顿时间。常见的并发收集器有CMS、G1和ZGC等。
10. 停顿时间控制策略
为了减少垃圾回收带来的停顿时间，JVM提供了几种停顿时间控制策略，如：CMS的“标记-清除”策略、G1的“标记-整理”策略等。
11. 性能调优
为了提高JVM的性能，可以通过以下方式进行调优：
- JVM参数配置：通过调整堆空间大小、垃圾回收策略等参数来优化性能。
- 内存泄漏诊断：使用内存分析工具，如JProfiler、VisualVM等，诊断和修复内存泄漏。
- JIT编译优化：JIT编译器可以对热点代码进行优化，提高程序的执行效率。
二、Spring Boot知识体系
Spring Boot是一个基于Spring框架的简化开发工具，它旨在简化Spring应用的创建和部署过程。以下是Spring Boot的一些核心知识点：
1. 自动配置
Spring Boot自动配置是指Spring Boot可以自动识别你的项目所依赖的第三方库，并根据你的项目结构进行相应的配置。这一功能基于以下几个原则：
- 根据你的项目结构推断所需配置。
- 条件化配置，通过@Conditional注解控制配置是否生效。
- 默认值优先，提供合理的默认配置。
2. @EnableAutoConfiguration原理
@EnableAutoConfiguration是Spring Boot的核心原理，它通过读取项目中依赖的类和接口，动态生成对应的自动配置类，然后加载并使用它们。
3. 条件化配置（@Conditional）
条件化配置是一种控制自动配置生效的机制，它可以通过@Conditional注解来实现。例如，当你想为某个功能提供条件化配置时，可以定义一个实现了Condition接口的类，然后在自动配置类中使用@Conditional注解指定该条件。
4. 自定义Starter开发
自定义Starter可以帮助开发者将项目中常用的依赖和配置整合起来，简化其他开发者的开发过程。开发自定义Starter需要以下步骤：
- 创建Maven项目。
- 添加依赖。
- 编写自动配置类。
- 添加启动器依赖。
5. 起步依赖
起步依赖是指将常用库和配置整合到一个Maven项目中，从而简化项目的依赖管理。在Spring Boot项目中，起步依赖是通过引入对应的BOM（Bill of Materials）文件实现的。
6. 版本冲突解决
在使用多个起步依赖时，可能会出现版本冲突的问题。为了避免这种问题，可以通过以下方式进行版本冲突解决：
- 引入兼容版本。
- 使用依赖树查看冲突原因。
- 修改依赖版本。
7. 第三方库集成模式
在Spring Boot项目中，可以通过以下方式进行第三方库的集成：
- 使用起步依赖。
- 引入第三方库依赖。
- 配置相关参数。
8. Actuator
Spring Boot Actuator是一个监控和管理Spring Boot应用的生命周期和健康状态的工具。它提供了一系列端点，用于收集应用的度量指标、运行状态、配置信息等。
9. 健康检查端点
健康检查端点是Spring Boot Actuator的核心功能之一，它允许开发者自定义应用的健康状态。在自定义健康检查时，可以继承AbstractHealthIndicator类并实现doHealthCheck方法。
10. 度量指标收集
Spring Boot Actuator支持使用Micrometer进行度量指标收集。通过集成Micrometer，可以方便地收集和应用度量数据。
11. 自定义Endpoint开发
自定义Endpoint允许开发者创建自定义的端点，用于提供额外的监控和管理功能。
12. 配置文件管理
Spring Boot使用YAML或Properties文件来管理配置。通过在项目中添加application-{profile}.yml文件，可以定义不同环境下的配置。
13. 配置加载优先级
Spring Boot会按照以下优先级加载配置：
- 命令行参数。
- 环境变量。
application.properties或application.yml。application-{profile}.properties或application-{profile}.yml。spring-boot-deployment.properties或spring-boot-deployment.yml。
14. 动态配置刷新
Spring Cloud Config是一个支持动态配置更新的Spring Boot组件，它可以方便地在应用运行时刷新配置。
15. 监控与日志
Spring Boot提供了一套丰富的监控和日志解决方案。可以通过以下方式实现监控和日志：
- 集成Spring Boot Actuator。
- 集成Micrometer。
- 使用Logback/SLF4J作为日志框架。
16. 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了解应用中的调用关系和性能问题。Spring Boot支持通过Zipkin、Jaeger等工具实现分布式链路追踪。
17. 自定义AutoConfigurationBean生命周期扩展点
Spring Boot允许开发者自定义AutoConfigurationBean的生命周期扩展点，从而实现更细粒度的控制。
18. 响应式编程支持
Spring Boot支持响应式编程，可以通过Spring WebFlux来实现非阻塞式处理。
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