📕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。
📙不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。
💡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。
在深入探讨Java虚拟机（JVM）的相关知识点之前，我们需要构建一个全面的知识体系框架。JVM作为Java程序的运行环境，负责将Java字节码转换为机器码，以在底层操作系统上执行。以下是对JVM知识体系的详细解析，并补充了技术实现细节。
类加载机制
类加载机制是JVM的核心组成部分之一，它负责将Java源代码编译成的字节码加载到JVM中。这个过程包括以下几个关键步骤：
类加载过程
-
加载：查找并加载类或接口的.class文件。
- 实现细节：类加载器首先检查本地的类路径（Classpath），包括JRE的库目录和用户定义的类路径。在加载过程中，类加载器会检查文件是否被篡改，并确保类文件符合JVM规范。
-
连接：验证类在文件中的字节码，准备类变量表和静态常量池。
- 实现细节：验证过程包括字节码结构的检查、符号引用的验证和符号表的检查。连接阶段还包括内存分配，为静态变量分配内存空间。
-
初始化：执行类构造器方法
<clinit>()，为静态变量赋值。- 实现细节：
<clinit>()方法在类加载后、类实例化之前执行，负责初始化类静态变量，包括静态初始化器（static initializer）块中的代码。
- 实现细节：
双亲委派模型
双亲委派模型是一种安全机制，它要求类加载器首先委托其父类加载器来加载类，只有当父类加载器无法加载时，才由自己加载。
- 实现细节：在Java中，
BootstrapClassLoader是启动类加载器，它负责加载核心类库，如rt.jar。ExtClassLoader是扩展类加载器，负责加载JDK的扩展库。AppClassLoader是应用程序类加载器，负责加载应用程序的类。
自定义类加载器
自定义类加载器允许开发者根据需求控制类的加载过程，例如实现热部署。
- 实现细节：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。通过这种方式，开发者可以指定类的来源，例如从文件系统、网络或数据库加载类。
模块化系统（JPMS）
Java Platform Module System（JPMS）是Java 9引入的模块化系统，它允许开发者将应用程序拆分为独立的模块，提高安全性和性能。
- 实现细节：模块是自包含的代码单元，具有自己的包层级和命名空间。模块定义了其依赖项，并通过模块描述文件（module-info.java）进行声明。模块系统使用
--module-path和--add-modules选项来指定模块的路径和要使用的模块。
内存模型
JVM的内存模型包括以下几个运行时数据区：
-
堆：用于存放几乎所有的对象实例及数组的内存区域。
- 实现细节：堆内存是动态分配的，通过垃圾回收来管理内存。堆内存分为新生代和老年代，新生代使用复制算法进行垃圾回收，而老年代则可能使用标记-清除或标记-整理算法。
-
栈：存放线程执行方法的局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。
- 实现细节：每个线程都有自己的栈空间，栈内存的分配和回收是线程私有的。
-
方法区：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等数据。
- 实现细节：方法区是永久代，但在Java 8之后，永久代被移除，其功能被元空间取代。元空间使用本地内存，其大小仅受限于本地内存的大小。
-
PC寄存器：每条线程拥有自己的PC寄存器，用于存储下一条指令的地址。
- 实现细节：PC寄存器用于存储线程下一条要执行的指令的地址，当线程处于运行状态时，PC寄存器会随着指令的执行而递增。
内存溢出场景分析
内存溢出通常发生在堆内存不足时，常见的原因包括：
- 实现细节：堆内存不足可能导致JVM无法分配新的对象实例，从而抛出
OutOfMemoryError异常。解决内存溢出的方法包括优化代码以减少对象创建、调整JVM堆内存大小或使用非堆内存技术。
垃圾回收
垃圾回收（GC）是JVM自动内存管理的关键，其工作原理如下：
GC Roots可达性分析
GC通过从GC Roots开始，向上搜索可达的对象，不可达的对象即为垃圾。
- 实现细节：GC Roots通常包括线程栈中的引用、静态变量、常量池等。垃圾回收器会从GC Roots开始遍历，标记所有可达对象，不可达对象则被视为垃圾。
分代收集理论
JVM将对象分为新生代（Young）和老年代（Old），分别采用不同的垃圾回收策略。
- 实现细节：新生代使用复制算法进行垃圾回收，而老年代则可能使用标记-清除或标记-整理算法。分代收集有助于提高垃圾回收效率。
引用类型
Java中的引用类型包括强引用、软引用、弱引用和虚引用，它们对垃圾回收有不同的影响。
- 实现细节：强引用是最常见的引用类型，当存在强引用时，对象不会被回收。软引用、弱引用和虚引用则分别用于缓存和清理内存。
垃圾回收算法
常见的垃圾回收算法包括：
-
标记-清除：标记可达对象，清除不可达对象。
- 实现细节：标记阶段遍历所有对象，标记可达对象。清除阶段遍历所有对象，清除未被标记的对象。
-
复制：将对象复制到其他内存区域，清除原内存区域。
- 实现细节：复制算法通常用于新生代，它将对象在内存中分为两块，每次只使用其中一块，当这块区域被填满时，将存活的对象复制到另一块区域，并清除原区域。
-
整理：移动对象并整理内存空间。
- 实现细节：整理算法通常用于老年代，它通过移动对象来整理内存空间，减少内存碎片。
并发收集器
并发收集器允许在应用程序运行时进行垃圾回收，如CMS（Concurrent Mark Sweep）和G1（Garbage-First）。
- 实现细节：并发收集器使用多线程进行垃圾回收，减少停顿时间。CMS收集器在标记阶段并发执行，但在清除阶段需要暂停应用程序。G1收集器则在整个垃圾回收过程中都并发执行。
停顿时间控制策略
JVM提供多种策略来控制垃圾回收的停顿时间，如G1的停顿预测和CMS的并发标记阶段。
- 实现细节：G1收集器使用停顿时间预测来优化垃圾回收过程，而CMS收集器通过并发标记阶段来减少停顿时间。
性能调优
性能调优涉及JVM参数配置、内存泄漏诊断和JIT编译优化等方面。
- 实现细节：性能调优可以通过调整JVM启动参数来控制垃圾回收行为，例如调整堆内存大小、选择合适的垃圾回收器等。此外，使用工具如JProfiler或VisualVM可以帮助诊断内存泄漏问题。
以上内容仅对JVM知识体系中的关键点进行了详细解析，每个技术点都补充了技术实现细节，以提升文章的专业性和技术深度。由于篇幅限制，未能涵盖所有技术点的详细内容，但提供了足够的信息以供进一步研究和学习。
博主分享
📥博主的人生感悟和目标
📙经过多年在CSDN创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。
- 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇的购书链接：https://item.jd.com/14152451.html
- 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇繁体字的购书链接：http://product.dangdang.com/11821397208.html
- 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》进阶篇的购书链接：https://item.jd.com/14616418.html
- 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》架构篇待上架
- 《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》购书链接：https://item.jd.com/15096040.html
面试备战资料
八股文备战
| 场景 | 描述 | 链接 |
|---|---|---|
| 时间充裕（25万字） | Java知识点大全（高频面试题） | Java知识点大全 |
| 时间紧急（15万字） | Java高级开发高频面试题 | Java高级开发高频面试题 |
理论知识专题（图文并茂，字数过万）
| 技术栈 | 链接 |
|---|---|
| RocketMQ | RocketMQ详解 |
| Kafka | Kafka详解 |
| RabbitMQ | RabbitMQ详解 |
| MongoDB | MongoDB详解 |
| ElasticSearch | ElasticSearch详解 |
| Zookeeper | Zookeeper详解 |
| Redis | Redis详解 |
| MySQL | MySQL详解 |
| 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 |
| 微服务技术集成demo项目 | https://gitee.com/java_wxid/java_wxid |
管理经验
【公司管理与研发流程优化】针对研发流程、需求管理、沟通协作、文档建设、绩效考核等问题的综合解决方案：https://download.csdn.net/download/java_wxid/91148718
希望各位读者朋友能够多多支持！
现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！
- 💂 博客主页： Java程序员廖志伟
- 👉 开源项目：Java程序员廖志伟
- 🌥 哔哩哔哩：Java程序员廖志伟
- 🎏 个人社区：Java程序员廖志伟
- 🔖 个人微信号：
SeniorRD
🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话，非常欢迎您私信我哦~
扫一扫
601
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
