JVM与Spring Boot核心解析

📕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。

📘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。

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Java程序员廖志伟

💡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。

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JVM知识体系补充说明

类加载机制

类加载机制在JVM中扮演着至关重要的角色。在加载阶段,类加载器不仅负责将类文件加载到JVM中,还会执行一系列的验证过程,确保类文件的字节码符合JVM规范。这个过程包括对类文件结构、字节码指令的合法性、符号引用的准确性等方面的检查。

在连接阶段,验证后的类信息会被进一步准备和解析。准备阶段为类变量分配内存,并设置默认初始值。解析阶段则是将符号引用转换为直接引用,这一步骤对于动态链接过程至关重要。

双亲委派模型保证了类加载的安全性,避免了类冲突的问题。它规定除了顶层的启动类加载器外,其他类加载器都应当有自己的父类加载器。这种模型的实现通常通过继承java.lang.ClassLoader类并覆盖其findClass方法来完成。

自定义类加载器允许开发者根据需求设计特定的加载逻辑。例如,可以通过继承URLClassLoader类,并重写其addURL方法,实现从自定义的URL路径加载类文件。

模块化系统(JPMS)通过引入模块的概念,将类加载器体系进行了重构。每个模块可以独立定义自己的类路径和资源路径,这样既可以提高类加载的效率,也方便了模块之间的隔离。

内存模型

JVM的内存模型是JVM运行时的基础。运行时数据区是JVM内存中的一部分,它被分为几个区域:

  • :作为垃圾回收的主要区域,堆内存是所有线程共享的。垃圾回收器在堆内存中回收不再使用的对象。
  • :每个线程拥有自己的栈空间,用于存储局部变量和方法调用信息。栈内存的分配和回收是线程私有的,速度相对较快。
  • 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。方法区通常与堆内存共存,但逻辑上被视为独立区域。
  • PC寄存器:每个线程都有一个PC寄存器,用于存储当前线程所执行的指令的地址。在解释执行模式下,PC寄存器用于指向当前执行的字节码指令。
内存溢出场景分析

内存溢出通常发生在堆内存或栈内存使用超出其限制的情况下。堆内存溢出通常是由于对象实例过多,或者存在内存泄漏导致的。栈内存溢出则可能是由于方法调用栈过深,或者栈大小设置不当造成的。

垃圾回收

垃圾回收(GC)是JVM的另一项重要功能。GC的主要目标是回收不再使用的对象占用的内存。GC Roots可达性分析是垃圾回收的核心算法之一,它从GC Roots开始,向上遍历可达对象,判断对象是否可达。

分代收集理论将对象分为不同的年龄,不同年龄的对象具有不同的回收策略。例如,新生代对象使用复制算法进行回收,而老年代对象则可能使用标记-清除算法。

引用类型的不同对垃圾回收也有不同的影响。强引用是最常见的引用类型,只有当没有任何强引用指向对象时,垃圾回收器才会回收该对象。而软引用、弱引用和虚引用则提供了更灵活的内存管理策略。

垃圾回收算法除了标记-清除算法外,还包括复制算法和整理算法。复制算法将对象复制到另一块内存区域,然后清空原内存区域。整理算法则将存活对象移动到内存的一端,然后清空另一端。

并发收集器

并发收集器允许垃圾回收在应用程序运行时进行,以减少停顿时间。CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器以低停顿时间为目标,G1(Garbage-First)收集器以停顿时间可预测为目标,而ZGC(Z Garbage Collector)则以低延迟为目标。

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。这可以通过调整JVM参数来实现,例如调整堆内存大小、选择合适的垃圾回收器等。

性能调优

性能调优是优化JVM性能的过程,包括JVM参数配置、内存泄漏诊断等。JVM参数配置包括设置堆内存大小、垃圾回收器选择等。内存泄漏诊断可以使用专业的工具,如VisualVM、MAT等。

JIT编译优化

JIT编译器是JVM的另一个重要功能,它将Java字节码编译成本地机器码,以提高程序性能。JIT编译优化包括方法内联、循环优化、数据流分析等。

Spring Boot知识体系补充说明

自动配置

Spring Boot的自动配置功能基于条件化配置(@Conditional)和@EnableAutoConfiguration注解。@EnableAutoConfiguration注解会自动配置Spring应用程序,减少了手动配置的工作量。

自定义Starter开发

自定义Starter可以方便地将自己的库集成到Spring Boot项目中。起步依赖定义了一个起步依赖,包含所需的库和配置。依赖管理机制(BOM文件)用于管理依赖的版本,确保项目中的依赖版本一致。

版本冲突解决

版本冲突是指项目中的依赖之间存在版本冲突。Spring Boot通过使用BOM文件管理依赖版本和使用依赖管理策略来解决版本冲突。

第三方库集成模式

Spring Boot支持多种第三方库集成模式,例如通过起步依赖集成和通过配置文件集成。

Actuator

Spring Boot Actuator提供了一系列端点,用于监控和管理Spring Boot应用程序。健康检查端点用于检查应用程序的健康状态,度量指标收集用于收集应用程序的性能指标,自定义Endpoint开发允许开发者自定义端点,以提供更丰富的监控信息。

配置文件管理

Spring Boot使用配置文件来管理应用程序的配置信息。多环境配置允许为不同的环境配置不同的配置文件,配置加载优先级决定了配置的优先级,动态配置刷新允许在应用程序运行时动态刷新配置。

监控与日志

Spring Boot提供了多种监控和日志工具,例如Micrometer用于收集应用程序的性能指标,Logback/SLF4J用于配置日志。

分布式链路追踪

Spring Boot支持分布式链路追踪,例如Zipkin用于追踪分布式系统的请求路径。

扩展机制

Spring Boot提供了多种扩展机制,例如自定义AutoConfigurationBean和生命周期扩展点。

响应式编程支持

Spring Boot支持响应式编程,例如Spring WebFlux用于构建异步、非阻塞的Web应用程序。

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Java程序员廖志伟

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RocketMQDLedger高可用集群(9节点)部署指南
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Kubernetes容器编排安装最全安装教程

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资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/f989b9092fc5 今天给大家分享一个关于C#自定义字符串替换方法的实例,希望能对大家有所帮助。具体介绍如下: 之前我遇到了一个算法题,题目要求将一个字符串中的某些片段替换为指定的新字符串片段。例如,对于源字符串“abcdeabcdfbcdefg”,需要将其中的“cde”替换为“12345”,最终得到的结果字符串是“ab12345abcdfb12345fg”,即从“abcdeabcdfbcdefg”变为“ab12345abcdfb12345fg”。 经过分析,我发现不能直接使用C#自带的string.Replace方法来实现这个功能。于是,我决定自定义一个方法来完成这个任务。这个方法的参数包括:原始字符串originalString、需要被替换的字符串片段strToBeReplaced以及用于替换的新字符串片段newString。 在实现过程中,我首先遍历原始字符串,查找需要被替换的字符串片段strToBeReplaced出现的位置。找到后,就将其替换为新字符串片段newString。需要注意的是,在替换过程中,要确保替换操作不会影响后续的查找和替换,避免遗漏或重复替换的情况发生。 以下是实现代码的大概逻辑: 初始化一个空的字符串result,用于存储最终替换后的结果。 使用IndexOf方法在原始字符串中查找strToBeReplaced的位置。 如果找到了,就将originalString中从开头到strToBeReplaced出现位置之前的部分,以及newString拼接到result中,然后将originalString的查找范围更新为strToBeReplaced之后的部分。 如果没有找到,就直接将剩余的originalString拼接到result中。 重复上述步骤,直到originalStr
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