📕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）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、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。
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【一、JVM知识体系】
- 类加载机制
在JVM中，类加载机制负责将类定义从外部形式（例如，类文件）转换成运行时的Java类型。这个机制是由类加载器实现的，其核心职责包括以下技术实现细节：
（1）加载：加载过程包括查找并读取类的定义信息，例如类名、版本号、访问权限等，并将其存储在内存中。在Java 9之前，类加载器主要有三种：Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader和Application ClassLoader。Bootstrap ClassLoader负责加载核心类库，如rt.jar；Extension ClassLoader负责加载扩展库；Application ClassLoader负责加载应用程序的类。Java 9之后，Bootstrap ClassLoader开始使用新的类加载器机制，并且引入了模块化系统JPMS。
（2）连接：连接过程包括验证、准备和解析三个步骤。验证确保类文件符合Java语言规范；准备阶段为类的静态变量分配内存并设置默认值；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到它们的字面量表示。
（3）初始化：初始化是类加载过程的最后一个阶段，它执行类定义中的静态初始化器和静态代码块。这个过程是按照程序中定义的顺序来执行的。
- 双亲委派模型
双亲委派模型在Java类加载中起着关键作用，其技术实现细节如下：
- 当子类加载器需要加载类时，它会首先请求父类加载器进行加载。
- 如果父类加载器能成功加载，则不会继续加载。
- 如果父类加载器无法加载，子类加载器会尝试加载。
- 这种模型的优点是，它避免了类加载过程中可能出现的重复加载问题，并且保证了类型安全。
- 自定义类加载器
自定义类加载器允许开发者加载特定来源的类，实现细节包括：
- 继承自
ClassLoader类或实现java.lang.ClassLoader接口。 - 覆盖
findClass方法，提供自定义的类查找逻辑。 - 可以重写
loadClass和defineClass方法，以更精细地控制类加载过程。
- 模块化系统（JPMS）
Java Platform Module System（JPMS）是Java 9引入的一个模块化系统，其技术实现细节如下：
- 将JVM和Java应用程序划分为独立的模块，模块之间可以定义依赖关系。
- 模块化系统通过
module-info.java文件来定义模块的声明信息，包括模块名、需要导入的模块、提供的接口等。 - 通过
java.modularity包提供的API来加载和解析模块。
- 内存模型
JVM的内存模型包括堆、栈、方法区、PC寄存器等，其技术实现细节如下：
- 堆：采用分代收集算法，包括年轻代和老年代，用于存储对象的实例。
- 栈：每个线程有一个栈，用于存储局部变量和方法调用帧。
- 方法区：存储类信息、静态变量和常量池。
- PC寄存器：用于存储当前线程正在执行的指令的地址。
- 内存溢出场景分析
内存溢出的原因多种多样，技术实现细节包括：
- 堆溢出：通常是由于创建了大量对象而没有及时进行垃圾回收。
- 栈溢出：可能是由于递归深度过深或方法调用栈过深。
- 垃圾回收
垃圾回收涉及多个复杂的技术细节，包括：
- GC Roots可达性分析：从GC Roots开始，遍历所有可达对象，确定哪些对象是垃圾。
- 分代收集理论：根据对象的存活周期将对象分配到不同的代，如新生代、老年代等。
- 引用类型：不同的引用类型（强、软、弱、虚）对应不同的回收策略。
- 垃圾回收算法：标记-清除、复制、标记-整理等算法。
- 并发收集器：如CMS、G1、ZGC等，旨在减少停顿时间。
- 性能调优：通过调整JVM参数和优化代码结构来提高垃圾回收效率。
【二、Spring Boot知识体系】
- 自动配置
Spring Boot的自动配置功能依赖于条件化配置，其技术实现细节如下：
@EnableAutoConfiguration注解标记自动配置的入口。@Conditional注解用于根据特定条件启用或禁用配置。- Starter项目提供了依赖管理和自动配置的结合。
- 起步依赖
起步依赖简化了项目的依赖管理，其技术实现细节如下：
- 使用Maven或Gradle构建工具管理依赖。
- BOM文件定义了所有依赖的版本，避免了版本冲突。
- 依赖排除策略可以解决版本冲突问题。
- 第三方库集成
Spring Boot通过配置文件和自动配置来集成第三方库，其技术实现细节如下：
- 使用
application.properties或application.yml配置第三方库的参数。 - 通过
@Configuration和@Bean注解在Spring配置中声明第三方库的配置。 - 多环境配置允许根据不同的部署环境使用不同的配置。
- 监控与日志
Spring Boot提供丰富的监控和日志功能，其技术实现细节如下：
- 使用Spring Boot Actuator提供应用程序的健康检查和度量指标收集。
- Micrometer支持多种度量指标收集，可以与Prometheus、InfluxDB等系统集成。
- Logback或SLF4J提供日志配置和级别控制。
- 分布式链路追踪
Spring Boot支持分布式链路追踪，其技术实现细节如下：
- 使用自定义AutoConfigurationBean实现链路追踪功能。
- 通过生命周期扩展点扩展链路追踪逻辑。
- 响应式编程支持异步、非阻塞的程序构建。
以上内容详细阐述了JVM和Spring Boot的技术实现细节，旨在提升文章的专业性和技术深度。
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