📕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
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类加载机制 JVM的类加载机制是确保Java程序能够运行的基础设施。在类加载过程中，JVM通过类加载器（ClassLoader）将类文件从文件系统或网络资源中读取，并将其转换成方法区中的运行时数据结构。这个过程确保了类的安全性，因为JVM在加载类时会执行一系列验证操作，确保类文件符合Java规范，并且不会破坏JVM的安全。
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类加载过程 类加载过程包括三个阶段：加载、连接和初始化。
（1）加载：在这一阶段，JVM通过类加载器找到并加载指定的.class文件。加载过程包括以下步骤：
- 加载类文件，将其字节码读入内存。
- 创建一个代表该类的
java.lang.Class对象。
（2）连接： a. 验证：确保加载的类文件是有效的，没有安全问题，符合Java虚拟机规范。 b. 准备：为类变量分配内存，并设置默认初始值，如静态变量设置为0，布尔变量设置为false。 c. 解析：将类中的符号引用（如常量池中的字符串字面量）转换为直接引用（如指向方法区的指针）。
（3）初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值，执行静态代码块，以及初始化类字段的值。
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双亲委派模型 双亲委派模型是JVM类加载机制的核心，它规定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。这种模型确保了类型的安全性和一致性，防止类重复加载。
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自定义类加载器 自定义类加载器允许开发者创建具有特定加载逻辑的类加载器，比如加载特定格式的类文件、加密的类文件等。
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模块化系统（JPMS） Java 9引入的模块化系统（JPMS）通过将类文件组织成模块，提高了类的加载效率和安全性。每个模块包含一组相关的类，模块之间通过模块描述文件（
module-info.java）定义依赖关系。 -
内存模型 JVM的内存模型包括运行时数据区和程序计数器。
（1）运行时数据区： a. 堆：用于存储所有类的实例对象和数组的对象引用。 b. 栈：每个线程都有自己的栈，用于存储局部变量和方法调用栈。 c. 方法区：存储已经被加载的类信息、常量、静态变量等。 d. PC寄存器：用于存储当前线程所执行的指令的地址。
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内存溢出场景分析 内存溢出是指JVM的内存容量不足以满足程序运行需求。常见的内存溢出场景包括堆溢出、栈溢出和方法区溢出。分析内存溢出需要结合JVM的内存分配策略和应用程序的内存使用情况。
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垃圾回收 垃圾回收（GC）是JVM自动内存管理的重要机制。它通过回收不再使用的对象来释放内存，提高内存使用效率。
（1）GC Roots可达性分析：通过分析GC Roots和对象之间的引用关系，判断一个对象是否存活。
（2）分代收集理论：将对象分为新生代和老年代，分别采用不同的回收策略。
a. 新生代：采用复制算法进行垃圾回收。 b. 老年代：采用标记-清除、标记-整理或混合算法进行垃圾回收。
（3）引用类型：分为强引用、软引用、弱引用和虚引用，它们在内存回收时的行为不同。
- 垃圾回收算法 垃圾回收算法包括标记-清除、复制、整理算法等。
（1）标记-清除：先标记所有存活的对象，然后清除未被标记的对象。
（2）复制：将内存分为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。当垃圾回收时，将存活的对象复制到另一个区域，然后释放原来的区域。
（3）整理：将内存中的存活对象移动到内存的一端，释放内存空间。
- 并发收集器 并发收集器可以在应用程序运行期间进行垃圾回收，减少停顿时间。
（1）CMS（Concurrent Mark Sweep）：以降低停顿时间为目标，适用于并发压力大、停顿时间敏感的场景。
（2）G1（Garbage-First）：以停顿时间目标为导向，适用于多核处理器和大内存的场景。
（3）ZGC（Z Garbage Collector）：以降低停顿时间为目标，适用于多核处理器和大内存的场景。
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停顿时间控制策略 停顿时间控制策略主要包括最大停顿时间、停顿时间目标等。
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性能调优 性能调优主要包括JVM参数配置、内存泄漏诊断、JIT编译优化等。
二、Spring Boot知识体系
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自动配置 Spring Boot通过自动配置功能，自动配置项目中需要的Bean，从而简化了Spring项目的搭建。自动配置的原理是Spring Boot在启动时会扫描类路径下的jar包，根据jar包中的类配置自动配置信息。
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@EnableAutoConfiguration原理
@EnableAutoConfiguration注解通过查找类路径下的jar包，根据jar包中的类配置自动配置信息，实现自动配置。这种机制基于Spring Factories机制，它允许在jar包的META-INF/spring.factories文件中声明自动配置类。 -
条件化配置（@Conditional） 条件化配置允许我们根据特定的条件，选择性地配置某些Bean。这可以通过
@Conditional注解及其各种子类来实现，如@ConditionalOnProperty、@ConditionalOnClass等。 -
自定义Starter开发 自定义Starter可以帮助开发者将项目中的常用配置封装成jar包，方便其他项目引用。这通常涉及创建一个Maven项目，并将所需的依赖和配置文件打包成jar包。
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起步依赖 起步依赖是一种声明式依赖，它将所有必要的依赖关系都封装在一个jar包中。这使得开发者只需添加一个起步依赖，就可以引入所有相关的依赖。
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依赖管理机制（BOM文件） BOM（Bill of Materials）文件用于管理项目的依赖关系，确保不同项目之间的依赖关系一致。它提供了一个统一的依赖版本控制，避免版本冲突。
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版本冲突解决 版本冲突是依赖管理中常见的问题。可以通过依赖排除、选择合适版本等方式解决版本冲突。
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第三方库集成模式 Spring Boot支持多种第三方库集成模式，包括声明式集成、编程式集成等。
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Actuator Actuator是一个Spring Boot项目中的模块，用于提供项目的健康检查、度量指标收集等功能。
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健康检查端点 健康检查端点可以让我们了解项目的运行状态，例如：HTTP、JMX等。
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度量指标收集 度量指标收集可以让我们了解项目的性能，例如：CPU、内存等。
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自定义Endpoint开发 自定义Endpoint可以让我们扩展Actuator的功能，实现自定义的度量指标收集、健康检查等。
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配置文件管理 Spring Boot支持多环境配置，例如：开发环境、测试环境和生产环境。
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多环境配置（application-{profile}.yml） 多环境配置允许我们根据不同的环境，配置不同的参数。通过在配置文件名称中包含环境名称（如
application-dev.yml、application-prod.yml），可以为不同环境提供不同的配置。 -
配置加载优先级 配置加载优先级决定了配置文件之间的加载顺序。Spring Boot会按照优先级从高到低的顺序加载配置。
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动态配置刷新 动态配置刷新允许我们在项目运行期间，实时修改配置文件并生效。这通常通过Spring Cloud Config Server来实现。
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监控与日志 Spring Boot集成了Micrometer、Logback/SLF4J等监控和日志组件，方便我们监控和记录项目的运行状态。
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分布式链路追踪 分布式链路追踪可以帮助我们了解请求在分布式系统中的处理过程。Spring Boot可以通过集成Zipkin或Jaeger等工具来实现分布式链路追踪。
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扩展机制 Spring Boot提供了丰富的扩展机制，例如：自定义AutoConfiguration、Bean生命周期扩展点等。
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响应式编程支持 Spring Boot支持响应式编程，例如：WebFlux、Reactor等。这允许我们以异步、非阻塞的方式处理网络请求，提高系统性能和可扩展性。
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