📕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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💡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。
JVM知识体系详解
类加载机制
Java虚拟机（JVM）中的类加载机制是Java程序运行的基础，它负责将Java类文件加载到JVM中，并创建相应的Java类型对象。类加载机制主要包括以下几个过程：
-
加载（Loading）：加载阶段负责查找和导入指定的
.class文件，将其内容读入内存，并为之生成一个java.lang.Class对象。在加载过程中，JVM会使用类加载器（ClassLoader）来查找和加载.class文件。类加载器可以分为启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用类加载器（Application ClassLoader）。 -
验证（Verification）：连接阶段的第一步是验证，以确保加载的
.class文件符合JVM规范。验证过程包括：文件格式验证、字节码验证、符号引用验证和类定义验证。 -
准备（Preparation）：准备阶段为类变量分配内存并设置默认初始值。这里所说的内存是指方法区的内存。
-
解析（Resolution）：解析阶段将符号引用转换为直接引用，即把类的二进制表示中的符号引用替换为直接引用。
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初始化（Initialization）：初始化阶段是执行类构造器方法
<clinit>()的过程，该方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。在初始化阶段，会执行类定义中的静态初始化器和静态代码块。
双亲委派模型
双亲委派模型是Java类加载机制中的一个核心概念，它要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。类加载器在尝试加载类时，首先委托给父类加载器进行加载，只有当父类加载器无法完成加载任务时，才自己去尝试加载。这种模型的好处是避免类的重复加载，同时也可以防止核心API被随意篡改。
自定义类加载器
自定义类加载器允许开发者根据需求，对类加载过程进行扩展，实现一些特殊的功能，例如实现热插拔、模块化等。自定义类加载器需要继承ClassLoader类或实现ClassLoader接口，并重写findClass()方法来加载类。
模块化系统（JPMS）
Java Platform Module System（JPMS）是Java 9引入的一个模块化系统，它允许开发者将应用程序分解成多个模块，从而提高系统性能和安全性。模块化系统通过模块描述文件（module-info.java）来定义模块的依赖关系，并使用模块路径（module-path）来指定模块的位置。
内存模型
JVM的内存模型包括以下几个部分：
- 运行时数据区（Runtime Data Area）：包括方法区、堆、栈、PC寄存器和本地方法栈。
- 堆（Heap）：存储所有类实例和数组的对象。堆是动态分配的内存空间，是垃圾回收的主要区域。
- 栈（Stack）：存储局部变量和方法调用栈。栈是线程私有的内存空间，生命周期与线程相同。
- 方法区（Method Area）：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等数据。方法区是全局共享的内存空间。
- PC寄存器：用于存储当前线程所执行的字节码的地址。PC寄存器是线程私有的寄存器。
- 本地方法栈：为虚拟机使用到的Native方法服务。本地方法栈是线程私有的内存空间。
内存溢出场景分析
内存溢出是指程序在运行过程中，消耗了过多的内存，导致JVM无法分配更多的内存给程序使用。常见的内存溢出场景包括：
- 堆溢出：创建对象过多，导致堆空间不足。可以通过调整JVM堆大小（
-Xms和-Xmx参数）来解决。 - 栈溢出：递归调用过深，导致栈空间不足。可以通过调整栈大小（
-Xss参数）来解决。 - 方法区溢出：加载的类过多，导致方法区空间不足。可以通过调整方法区大小（
-XX:MaxPermSize参数）来解决。
垃圾回收
垃圾回收（Garbage Collection，GC）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。垃圾回收的主要过程包括：
-
GC Roots可达性分析：从GC Roots开始，向上遍历所有可达对象，确定哪些对象是可达的。GC Roots通常包括方法区中静态引用的对象、栈中引用的对象、本地方法栈中引用的对象等。
-
分代收集理论：将对象分为新生代（Young）、老年代（Old）和永久代（Perm）三个区域，针对不同区域采用不同的回收策略。
-
引用类型：包括强引用、软引用、弱引用和虚引用，不同类型的引用对垃圾回收有不同的影响。强引用是默认的引用类型，只有当没有任何强引用指向对象时，对象才会被回收。
垃圾回收算法
常见的垃圾回收算法包括：
- 标记-清除（Mark-Sweep）算法：分为标记和清除两个阶段，但存在内存碎片问题。
- 复制（Copying）算法：将内存分为两块，每次只使用其中一块，当这一块满时，将存活的对象复制到另一块，并清空原块。
- 整理（Mark-Compact）算法：在标记-清除算法的基础上，对存活的对象进行整理，以减少内存碎片。
并发收集器
并发收集器允许垃圾回收与用户线程同时运行，常见的并发收集器包括：
- CMS（Concurrent Mark Sweep）：适用于响应时间敏感的场景。CMS收集器采用标记-清除算法，主要回收老年代。
- G1（Garbage-First）：适用于大内存场景。G1收集器采用标记-整理算法，将堆内存划分为多个区域，并优先回收垃圾最多的区域。
- ZGC（Z Garbage Collector）：适用于大内存场景，具有较低的停顿时间。ZGC收集器采用标记-整理算法，通过减少内存复制操作来降低停顿时间。
停顿时间控制策略
为了减少垃圾回收对用户线程的影响，JVM提供了多种停顿时间控制策略，例如：
- 自适应SizePolicy：根据系统运行情况动态调整堆大小。
- G1的EPA（Explicit Parallel Advice）：允许开发者提供停顿时间预测。
性能调优
性能调优是提高JVM性能的关键，主要包括以下几个方面：
- JVM参数配置：通过配置
-Xms、-Xmx等参数来调整堆大小。 - 内存泄漏诊断：使用工具（如MAT、VisualVM）诊断内存泄漏。
- JIT编译优化：JIT编译器对代码进行优化，提高运行效率。
Spring Boot知识体系详解
自动配置
Spring Boot通过自动配置机制，自动配置Spring应用程序。自动配置的原理是：
-
@EnableAutoConfiguration：通过该注解开启自动配置功能。
@EnableAutoConfiguration注解会根据类路径下添加的jar包和类信息，自动配置相关的Bean。 -
条件化配置（@Conditional）：根据特定的条件，选择性地配置某些Bean。例如，当存在某些类或包时，才会自动配置相应的Bean。
自定义Starter开发
自定义Starter可以帮助开发者将常用的库和配置封装起来，方便其他开发者使用。自定义Starter的步骤包括：
- 创建Maven项目。
- 添加依赖。
- 编写自动配置类。
- 打包并发布。
起步依赖
起步依赖（Starters）是Spring Boot提供的一种依赖管理机制，它将常用的库和配置封装在一个依赖中，方便开发者使用。起步依赖的命名规则为：spring-boot-starter-{name}。
依赖管理机制（BOM文件）
BOM（Bill of Materials）文件用于定义项目中所有依赖的版本，确保项目中的依赖版本一致性。BOM文件是一个XML文件，它定义了项目中所有依赖的版本信息。
版本冲突解决
版本冲突是指项目中存在多个依赖，它们之间有版本冲突。解决版本冲突的方法包括：
- 使用Maven的依赖树功能分析冲突。
- 使用依赖排除或依赖覆盖来解决冲突。
第三方库集成模式
Spring Boot支持多种第三方库集成模式，例如：
- Spring Data JPA：用于集成JPA。通过添加
spring-boot-starter-data-jpa依赖，可以自动配置Spring Data JPA的相关Bean。 - Spring Security：用于集成安全框架。通过添加
spring-boot-starter-security依赖，可以自动配置Spring Security的相关Bean。
Actuator
Spring Boot Actuator提供了健康检查、度量指标收集、自定义Endpoint等功能，方便开发者监控和管理应用程序。Actuator的启动器为spring-boot-starter-actuator。
配置文件管理
Spring Boot使用配置文件来管理应用程序的配置，包括：
-
多环境配置（application-{profile}.yml）：根据不同的环境（如开发、测试、生产）使用不同的配置文件。配置文件命名规则为
application-{profile}.yml，其中{profile}表示环境名称。 -
配置加载优先级：配置文件加载顺序为：
application.yml>application-{profile}.yml。 -
动态配置刷新：支持动态刷新配置文件。通过
spring.config.active_profiles属性可以控制配置文件的刷新。
监控与日志
Spring Boot提供了多种监控和日志解决方案，例如：
- Micrometer：用于度量指标收集。Micrometer支持多种度量指标收集器，如Prometheus、InfluxDB等。
- Logback/SLF4J：用于日志配置。Spring Boot默认使用Logback作为日志框架，并提供了SLF4J作为日志门面。
分布式链路追踪
Spring Boot支持分布式链路追踪，例如：
- Zipkin：用于链路追踪。通过添加
spring-cloud-starter-zipkin依赖，可以集成Zipkin链路追踪。
扩展机制
Spring Boot提供了多种扩展机制，例如：
-
自定义AutoConfigurationBean：允许开发者自定义自动配置的Bean。通过实现
AutoConfigurationImportSelector接口，可以自定义自动配置的Bean。 -
生命周期扩展点：允许开发者扩展Spring Boot的生命周期。通过实现
ApplicationListener接口，可以监听Spring Boot的生命周期事件。
响应式编程支持
Spring Boot支持响应式编程，例如：
- Spring WebFlux：用于构建响应式Web应用程序。通过添加
spring-boot-starter-webflux依赖，可以集成Spring WebFlux。
通过以上对JVM和Spring Boot知识体系的详细解析，相信读者能够对这两个技术有一个全面而深入的理解。在实际应用中，读者可以根据自己的需求，灵活运用这些知识，构建高性能、可扩展的Java应用程序。
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| 技术栈 | 链接 |
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| RocketMQ | RocketMQ详解 |
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| Redis | Redis详解 |
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| JVM | JVM详解 |
集群部署（图文并茂，字数过万）
| 技术栈 | 部署架构 | 链接 |
|---|---|---|
| MySQL | 使用Docker-Compose部署MySQL一主二从半同步复制高可用MHA集群 | Docker-Compose部署教程 |
| Redis | 三主三从集群（三种方式部署/18个节点的Redis Cluster模式） | 三种部署方式教程 |
| RocketMQ | DLedger高可用集群（9节点） | 部署指南 |
| Nacos+Nginx | 集群+负载均衡（9节点） | Docker部署方案 |
| Kubernetes | 容器编排安装 | 最全安装教程 |
开源项目分享
| 项目名称 | 链接地址 |
|---|---|
| 高并发红包雨项目 | https://gitee.com/java_wxid/red-packet-rain |
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