📕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、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。
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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知识体系与类加载机制详解
一、JVM知识体系概述
Java虚拟机（JVM）是Java程序运行的基础环境，它负责将Java字节码转换为机器码，从而在底层操作系统上执行。JVM的知识体系涵盖了从类加载、内存管理到垃圾回收等多个方面，其核心在于提供一种跨平台、高效、安全的运行环境。
二、类加载机制
类加载机制是JVM的核心功能之一，它负责将Java源代码编译生成的字节码加载到JVM中。类加载机制主要包括以下几个步骤：
-
加载（Loading）：查找并加载类的定义信息，如类名、版本号、访问权限等。类加载器负责执行这一步骤，Java中提供了多种类加载器，如Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader和App ClassLoader。
-
连接（Linking）：验证类信息，准备类在运行时所需的数据结构和资源，包括解析符号引用、链接类定义等。连接过程分为验证、准备和解析三个阶段。
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，包括字节码的格式、访问权限的合法性等。
- 准备：为类变量分配内存，并设置默认初始值。对于基本数据类型，默认初始值为0或false；对于对象类型，默认初始值为null。
- 解析：将符号引用转换为直接引用，如将方法区的符号引用转换为方法区的地址引用。
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初始化（Initialization）：初始化类变量，执行静态代码块，设置类对象的初始状态。初始化过程包括以下几个方面：
- 初始化类变量：将类变量设置为程序指定的初始值。
- 执行静态代码块：执行类中的静态代码块，按其在类中声明的顺序执行。
- 执行静态初始化器：执行类中的静态初始化器，如初始化静态变量、调用静态方法等。
三、类加载过程
类加载过程是类加载机制的具体实现，主要包括以下几个阶段：
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加载：通过类加载器查找并加载类定义信息。类加载器负责将类定义信息从文件系统、网络或其他资源加载到JVM中。
-
连接：
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范。
- 准备：为类变量分配内存，并设置默认初始值。
- 解析：将符号引用转换为直接引用。
-
初始化：执行类变量的初始化代码，包括静态代码块和静态变量赋值。
四、双亲委派模型
双亲委派模型是JVM中类加载器的一种工作模式，它要求子类加载器首先委派给父类加载器进行加载，只有当父类加载器无法加载时，才由子类加载器尝试加载。这种模型的主要目的是避免类的重复加载，确保类在JVM中的唯一性。
五、自定义类加载器与模块化系统（JPMS）
自定义类加载器允许开发者自定义类加载行为，实现类隔离、热部署等功能。Java Platform Module System（JPMS）是Java 9引入的模块化系统，它通过模块定义、模块依赖和模块版本控制，提高了JVM的模块化程度。
六、内存模型与运行时数据区
JVM的内存模型包括堆、栈、方法区和PC寄存器等运行时数据区。
-
堆：用于存储所有类的实例和数组的对象。堆内存由JVM自动管理，垃圾回收主要发生在堆内存中。
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栈：用于存储局部变量和方法调用栈。每个线程都有自己的栈空间，栈内存由线程自身管理。
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方法区：用于存储类信息、常量池和静态变量。方法区是所有线程共享的内存区域。
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PC寄存器：用于存储当前线程所执行的指令地址。PC寄存器是线程独有的寄存器。
七、内存溢出场景分析
内存溢出是指JVM运行过程中，内存使用超过可用内存限制的情况。常见的内存溢出场景包括：
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堆内存溢出：大量对象创建导致堆内存不足。可以通过减少对象创建数量、优化对象引用关系等方式解决。
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栈内存溢出：递归调用深度过深导致栈内存不足。可以通过优化递归算法、调整栈大小等方式解决。
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方法区溢出：类定义过多或过大导致方法区内存不足。可以通过减少类定义数量、优化类定义结构等方式解决。
八、直接内存管理
JVM提供了直接内存管理功能，允许应用程序直接分配非堆内存，用于存储大数组或文件映射等。直接内存管理可以提高程序的性能，但需要注意直接内存的分配和回收，以避免内存泄漏。
九、垃圾回收
垃圾回收（GC）是JVM自动回收无用对象占用的内存空间的过程。垃圾回收过程主要包括以下步骤：
-
GC Roots可达性分析：从GC Roots开始，向上遍历可达对象，确定哪些对象是可回收的。
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分代收集理论：将对象分为年轻代（Young）和老年代（Old），分别采用不同的回收策略。
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引用类型：包括强引用、软引用、弱引用和虚引用，影响对象的生命周期。
十、垃圾回收算法
常见的垃圾回收算法包括：
-
标记-清除（Mark-Sweep）：先标记所有可达对象，然后清除未被标记的对象。
-
复制（Copying）：将对象分为两个半区，每次只使用一个半区，当半区满时，将存活对象复制到另一个半区。
-
整理（Mark-Compact）：在标记-清除算法的基础上，将未被标记的对象移动到内存的一端，释放内存碎片。
十一、并发收集器
并发收集器允许垃圾回收与应用程序并发执行，常见的并发收集器包括：
-
CMS（Concurrent Mark Sweep）：以最短停顿时间为目标，适用于响应时间敏感的应用。
-
G1（Garbage-First）：将堆内存划分为多个区域，优先回收垃圾回收价值最高的区域。
-
ZGC（Z Garbage Collector）：以低延迟为目标的垃圾回收器，适用于多核处理器和大型堆内存。
十二、停顿时间控制策略
JVM提供了多种停顿时间控制策略，如：
-
自适应大小调整：根据历史停顿时间调整堆内存大小。
-
动态垃圾回收策略：根据应用程序的运行状态动态调整垃圾回收策略。
十三、性能调优与JVM参数配置
性能调优是提高JVM运行效率的关键。JVM参数配置包括：
-
堆内存配置：-Xms和-Xmx参数用于设置堆内存初始大小和最大大小。
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新生代和老年代配置：-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize参数用于设置新生代大小。
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垃圾回收器配置：-XX:+UseSerialGC、-XX:+UseParallelGC、-XX:+UseG1GC等参数用于选择垃圾回收器。
十四、内存泄漏诊断
内存泄漏是指程序中无法访问的对象占用的内存无法被垃圾回收器回收的情况。内存泄漏诊断方法包括：
-
堆转储分析：通过JVM提供的工具分析堆转储文件，找出内存泄漏对象。
-
内存分析工具：使用Eclipse Memory Analyzer、MAT等工具分析内存使用情况。
十五、JIT编译优化
JIT编译器是JVM中负责将字节码编译为机器码的组件。JIT编译优化包括：
-
即时编译：将热点代码编译为机器码。
-
优化技术：如内联、循环展开、逃逸分析等。
Spring Boot知识体系与自动配置详解
一、Spring Boot知识体系概述
Spring Boot是Spring框架的一个模块，它简化了Spring应用的创建和配置过程。Spring Boot的核心功能包括自动配置、起步依赖、配置文件管理等。
二、自动配置
自动配置是Spring Boot的核心功能之一，它根据添加的依赖自动配置Spring应用程序。自动配置的原理如下：
-
条件化配置：通过@Conditional注解，根据特定条件选择配置类。
-
配置类优先级：Spring Boot会根据配置类的优先级自动选择合适的配置。
三、@EnableAutoConfiguration原理
@EnableAutoConfiguration注解是Spring Boot自动配置的核心。它通过类路径扫描和条件化配置，自动配置所需的Bean。
四、条件化配置（@Conditional）
条件化配置允许开发者根据特定条件选择配置类。常见的条件化配置注解包括：
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@ConditionalOnClass：当类路径存在指定类时，执行配置。
-
@ConditionalOnMissingBean：当不存在指定Bean时，执行配置。
-
@ConditionalOnProperty：当配置属性满足特定条件时，执行配置。
五、自定义Starter开发
自定义Starter可以帮助开发者快速集成第三方库。自定义Starter的步骤如下：
-
创建Maven项目：使用Spring Initializr创建Maven项目。
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添加依赖：添加所需的依赖，如Spring Boot Starter、第三方库等。
-
编写自动配置类：编写自动配置类，实现自动配置功能。
六、起步依赖与依赖管理机制
起步依赖（Starter Dependency）是Spring Boot的核心概念之一。起步依赖可以帮助开发者快速集成所需的库。依赖管理机制包括：
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BOM文件：Bill of Materials（BOM）文件用于管理依赖版本，确保版本一致性。
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依赖冲突解决：使用Maven的依赖管理机制解决依赖冲突。
七、第三方库集成模式
集成第三方库的模式包括：
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依赖注入：使用Spring的依赖注入机制集成第三方库。
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适配器模式：使用适配器模式将第三方库与Spring框架集成。
八、Actuator、健康检查与度量指标
Actuator是Spring Boot提供的一个模块，用于监控和管理应用程序。健康检查和度量指标是Actuator的核心功能。
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健康检查：通过/health端点，检查应用程序的健康状态。
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度量指标：通过/metrics端点，收集应用程序的运行时数据。
九、自定义Endpoint开发
自定义Endpoint允许开发者扩展Actuator的功能。自定义Endpoint的步骤如下：
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实现Endpoint接口：实现Endpoint接口，定义自定义端点。
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注册Endpoint：将自定义Endpoint注册到Actuator中。
十、配置文件管理
Spring Boot支持多种配置文件格式，如application.properties和application.yml。配置文件管理包括：
-
多环境配置：使用application-{profile}.yml文件定义不同环境下的配置。
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配置加载优先级：Spring Boot会按照配置文件优先级加载配置。
十一、动态配置刷新
动态配置刷新允许应用程序在运行时更新配置。动态配置刷新的步骤如下：
-
配置监听器：实现ConfigurableApplicationContext接口，监听配置变化。
-
刷新配置：在配置变化时，刷新应用程序的配置。
十二、监控与日志
Spring Boot提供了多种监控和日志功能，如：
-
监控：使用Micrometer集成Prometheus、Grafana等监控工具。
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日志：使用Logback/SLF4J配置日志级别、日志格式等。
十三、分布式链路追踪
分布式链路追踪可以帮助开发者追踪分布式系统中的请求流程。常见的分布式链路追踪工具包括Zipkin、Jaeger等。
十四、扩展机制
Spring Boot提供了多种扩展机制，如：
-
AutoConfigurationBean生命周期扩展点：在AutoConfigurationBean的生命周期中插入自定义逻辑。
-
自定义 Starter 开发：自定义Starter，扩展Spring Boot功能。
十五、响应式编程支持
Spring Boot支持响应式编程，通过Spring WebFlux等模块实现。响应式编程可以帮助开发者构建高并发、低延迟的应用程序。
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集群部署（图文并茂，字数过万）
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| RocketMQ | DLedger高可用集群（9节点） | 部署指南 |
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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
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