📕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。
🌾阅读前，快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问，以加深理解和吸收知识。阅读结束后，反思和总结所学内容，并尝试应用到现实中，有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容，讨论细节并获得反馈，也有助于加深对知识的理解和吸收。💡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。
【一、JVM知识体系】
在深入探讨JVM（Java虚拟机）知识体系之前，我们首先需要了解JVM在Java生态系统中的核心地位。作为Java程序的运行环境，JVM负责将Java字节码转换为机器码执行，保证了Java“一次编写，到处运行”的特性。以下是JVM知识体系的技术实现细节：
类加载机制
类加载机制是JVM的核心功能之一，负责在运行时将类定义（.class文件）加载到JVM中。这一过程涉及到以下几个步骤：
-
加载（Loading）：加载类信息到方法区。在加载过程中，JVM会查找并确定类的字节码，并将它们从文件系统或网络中读入内存。JVM会使用类加载器（Class Loader）来完成这个任务，类加载器是负责加载类的组件。
-
连接（Linking）：连接类信息，包括验证、准备和解析。
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，例如检查字节码结构的正确性、访问权限的有效性等。
- 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，初始值通常为0或false；对于对象类型的类变量，默认值为null。
- 解析：将符号引用转换为直接引用。符号引用是编译时使用的引用，而直接引用是运行时使用的引用。
-
初始化（Initialization）：初始化类变量和静态初始化器。这一步执行类字段的静态初始化器和静态代码块，初始化类变量并设置其初始值。
类加载过程
类加载过程可以分为以下三个阶段：
- 加载：JVM查找并加载指定的类文件。这个过程涉及类加载器的加载策略，如双亲委派模型。
- 连接：连接阶段包括验证、准备和解析。连接过程是类加载的中间阶段，它将类信息从抽象概念转换为具体的运行时数据。
- 初始化：初始化类变量和静态初始化器。初始化过程是类加载的最后阶段，它将类准备就绪，可以执行类的成员方法。
双亲委派模型
双亲委派模型是JVM类加载机制的核心，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。在加载类时，JVM首先请求父类加载器加载该类，只有当父类加载器无法加载时，子类加载器才会尝试加载。
自定义类加载器
自定义类加载器允许开发者控制类的加载过程，实现特定的类加载逻辑。自定义类加载器通常用于实现类热替换、模块化系统等功能。
模块化系统（JPMS）
Java Platform Module System（JPMS）是Java 9引入的模块化系统，它通过模块来组织代码，提高了系统的可扩展性和可维护性。JPMS使用模块描述符（module-info.java）来定义模块的依赖关系和接口。
内存模型
JVM的内存模型分为以下几个部分：
- 运行时数据区：包括堆、栈、方法区和PC寄存器。
- 堆：存储所有类实例和数组的内存区域。堆是JVM管理的最大一块内存区域，垃圾回收主要发生在堆上。
- 栈：存储局部变量和方法的参数。每个线程都有一个栈，栈是线程私有的。
- 方法区：存储类信息、常量、静态变量等。方法区是所有线程共享的内存区域。
- PC寄存器：用于存储当前线程所执行的指令的地址。PC寄存器是线程私有的。
内存溢出场景分析
内存溢出通常发生在以下场景：
- 堆溢出：堆内存不足，常见于大量对象创建。
- 栈溢出：栈内存不足，常见于递归调用过深。
- 方法区溢出：方法区内存不足，常见于类定义过多。
直接内存管理
直接内存管理允许应用程序直接分配堆外内存，这部分内存不受JVM堆内存管理的限制。直接内存管理可以提高大对象处理能力，减少GC压力。
垃圾回收
垃圾回收（GC）是JVM自动回收不再使用的对象占用的内存。垃圾回收的过程包括以下几个步骤：
- GC Roots可达性分析：从GC Roots开始，遍历所有可达对象。
- 分代收集理论：将对象分为新生代（Young）和老年代（Old）。
- 引用类型：包括强引用、软引用、弱引用和虚引用。
- 垃圾回收算法：
- 标记-清除：标记所有可达对象，清除未被标记的对象。
- 复制：将对象复制到另一块内存，清除原内存。
- 整理：移动对象，回收内存碎片。
并发收集器
并发收集器包括CMS（Concurrent Mark Sweep）和G1（Garbage-First）等，它们在执行垃圾回收时可以与应用程序并发运行。并发收集器可以提高系统的吞吐量和响应速度。
停顿时间控制策略
停顿时间控制策略旨在减少垃圾回收导致的停顿时间。常用的停顿时间控制策略包括：自适应暂停控制、动态自适应暂停控制等。
性能调优
性能调优包括JVM参数配置、内存泄漏诊断和JIT编译优化等。性能调优的目的是提高Java应用的运行效率。
【二、Spring Boot知识体系】
Spring Boot是Spring框架的一个子项目，它旨在简化Spring应用的创建和配置过程。以下是Spring Boot知识体系的技术实现细节：
自动配置
Spring Boot通过自动配置来简化应用配置。自动配置的原理如下：
- @EnableAutoConfiguration：标记一个类作为自动配置的入口。当Spring Boot启动时，它会自动查找并启用相关的自动配置类。
- 条件化配置（@Conditional）：根据特定的条件选择性地应用配置。例如，当项目包含特定的依赖时，Spring Boot会自动启用相关的自动配置。
- 自定义Starter：创建自定义Starter，提供自动配置。自定义Starter可以将一组预定义的依赖和自动配置打包在一起，方便开发者使用。
起步依赖
起步依赖（Starters）是Spring Boot的核心特性之一，它们提供了一组预定义的依赖关系。例如，Spring Boot Web Starter提供了一组用于构建Web应用的依赖。
依赖管理机制
依赖管理机制通过Maven或Gradle等构建工具来管理项目依赖。依赖管理可以帮助开发者避免版本冲突，确保项目的稳定性。
版本冲突解决
版本冲突可以通过以下方法解决：
- 依赖排除：排除特定版本的依赖。
- 依赖覆盖：覆盖特定版本的依赖。
第三方库集成模式
Spring Boot支持多种第三方库集成模式，如RESTful API、数据库连接等。Spring Boot提供了丰富的自动配置和集成方案，方便开发者快速集成第三方库。
Actuator
Spring Boot Actuator提供了一系列端点，用于监控和管理Spring Boot应用。这些端点包括：
- 健康检查端点：用于检查应用的健康状态。
- 度量指标收集：用于收集应用的性能数据。
- 自定义Endpoint开发：允许用户扩展Actuator的功能。
配置文件管理
Spring Boot使用配置文件来管理应用配置。配置文件可以是XML、YAML、properties等格式。Spring Boot提供了多种配置文件格式和加载策略。
多环境配置
多环境配置允许用户为不同的环境（如开发、测试、生产）定义不同的配置。Spring Boot支持通过文件名、环境变量等方式来区分不同环境的配置。
配置加载优先级
配置加载优先级决定了配置文件的加载顺序。Spring Boot按照以下顺序加载配置文件：
application.properties或application.ymlbootstrap.properties或bootstrap.yml- 通过Spring Cloud Config Server加载的配置文件
动态配置刷新
动态配置刷新允许用户在运行时刷新配置。这可以通过Spring Cloud Config Server或Spring Cloud Bus等实现。
监控与日志
Spring Boot提供了多种监控和日志工具，如Micrometer、Logback和SLF4J。这些工具可以帮助开发者监控应用的性能和日志。
分布式链路追踪
分布式链路追踪允许用户追踪跨多个服务的请求。Spring Boot与Zipkin、Jaeger等分布式追踪系统集成，方便开发者进行链路追踪。
扩展机制
Spring Boot提供了多种扩展机制，如自定义AutoConfigurationBean和生命周期扩展点。这允许开发者根据需要扩展Spring Boot的功能。
响应式编程支持
Spring Boot支持响应式编程，允许用户编写异步和事件驱动的代码。Spring Boot与Spring WebFlux等响应式框架集成，方便开发者构建响应式应用。
通过以上对JVM和Spring Boot知识体系的详细描述，我们可以看到这两个技术体系在Java生态系统中的重要性。JVM作为Java程序的运行环境，负责将Java字节码转换为机器码执行；而Spring Boot则通过简化应用配置和提供自动配置，降低了Java应用的开发难度。两者相辅相成，共同推动了Java技术的发展。
📥博主的人生感悟和目标
- 💂 博客主页： Java程序员廖志伟希望各位读者大大多多支持用心写文章的博主，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！
- 👉 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
📙经过多年在优快云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。这些书籍包括了基础篇、进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌，以及📚《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整，希望各位读者朋友能够多多支持！
🔔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
441
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
