八股打卡(六)

Java四种引用类型(回顾复习）

1. 强引用：Java中最常见的引用类型。当一个对象是强引用指向它时，那么它不会被垃圾回收器回收。
2. 软引用：用于有用但是非必需的对象。当一个对象只有软引用指向它时，那么系统内存不足时，垃圾收集器会试图回收它。软引用适用于实现内存敏感的缓存，内存不走时释放缓存中的对象。
3. 弱引用：生命周期比软引用短。当一个对象只有软引用指向它时，那么下一次垃圾回收的时候，不管系统内存是否充足，这些对象都会被回收。弱引用适用于实现对象缓存，但不希望缓存的对象影响到垃圾回收的情况。
4. 虚引用：Java中最弱的引用类型。当一个对象只有虚引用指向它时，那么任何时候，它都有可能被垃圾收集器回收。在对象回收之前，会被放到一个队列，供程序员处理。虚引用适用于跟踪对象被垃圾回收的时机，以便提供必要的清理或记录。

垃圾回收算法

标记-清除算法

该方法分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。标记阶段通过根节点，标记所有从根节点开始可达的对象，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。清除阶段要对这些未被引用的对象进行清除。
适用于：存活对象较多/老年代。

复制算法

从根集合节点开始扫描，标记所有存活对象，将这些存活对象复制到一块新的内存，将原来的旧内存进行回收。
适用于：存活对象较少/新生代。
缺点：需要一块新的内存空间；复制移动对象；复制算法的高效性建立在存活对象少、垃圾对象多的基础上，这种情况常出现于新生代，而在老年代中存活对象多，使用复制算法会增加复制的成本。

标记-整理算法

该算法是标记-清除算法的优化版。它也是从根节点开始标记所有可达对象，与标记-清除算法直接清除未被标记的对象的做法不同，该算法将所有存活对象压缩到内存的一侧，清除边界外的所有空间，这种算法不需要两块相同的内存，又能避免产生碎片，性价比较高。常用于老年代。

分代收集算法

现在的虚拟机采用的是分代收集算法。堆分为老年代和新生代，堆外还有一个永久代，对不同的代采取不同的算法。老年代存活对象多，没有额外空间分配，使用标记-整理算法或标记-清除算法，新生代存活对象少，使用复制算法。

垃圾回收器

新生代垃圾回收器

1. Serial收集器，采用复制算法，是新生代单线程收集器，当收集开始其他工作线程必须停止直至收集完毕。适用于Client模式下的虚拟机。
2. ParNew收集器，采用复制算法，是新生代并行收集器，Serial收集器的多线程版本。
3. Parallel Scavenge收集器，新生代并行收集器，追求高吞吐量和高效使用CPU。

老年代垃圾回收器

1. Serial Old收集器，采用标记-整理算法，是单线程收集器，Serial收集器的老年代版本。
2. Parallel Old收集器，采用标记-整理算法，是并行收集器，Parallel Scavenge收集器的老年代版本。Java1.6后出现。
3. CMS收集器，采用标记-清除算法，以获取最短回收停顿时间为目标的垃圾收集器。适用于对服务器响应速度有要求的情况。分为四个步骤：初始标记，并发标记，重新标记，并发删除。

新生代和老年代垃圾回收器

G1收集器是分代垃圾收集器，主要采用标记-整理算法。
优点：

1. 独特的分代垃圾收集器，兼顾新生代和老年代。
2. 使用分区算法，不需要eden，新生代和老年代空间都连续。
3. 并行度：垃圾回收时多个线程可以并行工作，利用多核cpu资源。
4. 空间整理：回收期间，会进行适当对象移动，减少空间碎片。
5. 可预见性：G1垃圾回收器可以选择部分区域进行回收，减少回收范围，降低全局停顿。

步骤：

1. 初始标记：标记从GC root直接可达的对象；
2. 并发标记：从GC root开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象；
3. 最终标记：标记在并发标记阶段发生变化的对象，将被回收；
4. 筛选回收：对每个region的回收价值和成本排序，按照用户预期的GC停顿时间，指定回收计划，回收一部分region。

类加载机制

类加载机制是Java虚拟机在运行Java线程时将类加载到内存的过程。分为三个阶段：

加载

在该阶段，类加载器会查找类的字节码文件，放入内存当中。这个字节码可能在文件系统、网络等位置。该阶段不会执行类中的静态初始化代码。

连接

1. 验证：确保类文件的格式正确，没有不安全的构造。
2. 准备：为类的静态变量分配内存，赋予默认的初始值。
3. 解析：将类、接口、字段、方法中的符号引用解析为直接引用，即内存地址。

初始化

该阶段执行类的静态初始化代码，包括静态字段的赋值和静态代码块的执行。静态初始化会在类第一次使用时进行，可以是创建实例、访问静态字段、调用静态方法。

双亲委派机制

双清委派机制是Java类加载器的一种设计模式，规定了类加载的方法和顺序。它保证了Java核心库的安全性和一致性。核心思想是：如果一个类加载器收到了类加载请求，它会默认委托给父类加载器处理，只有父类加载器无法加载时才会自行尝试加载。这样能够提高安全性，保证了核心库的类不被篡改。因为所有类最终都会通过顶层的启动类加载器来加载。另外，由于类加载器直接从父类加载器加载类，避免了类的重复加载。

Spring AOP

面向切面编程，是一种横切的技术，剖解开封装对象的内部，将影响多个类的公共行为封装到一个可重用的模块，称之为切面。这样可以减少系统的重复代码，降低模块之间的耦合度。
Spring AOP代理是由Spring IOC容器生成、管理的，依赖关系也由IOC容易管理。因此AOP代理可以使用容器中的其他bean实例作为目标。Spring创建代理的规则为：默认jdk动态代理，这样对于任何接口实例都可以创建代理；如果代理的是类不是接口，那么切换到cglib代理，也可以强制cglib代理。
AOP编程分为三部分：

1. 定义普通业务组件；
2. 定义一个切点，这个切点可以横切多个业务组件；
3. 定义增强处理，这是AOP框架中为普通业务组件织入的处理操作。

Spring IOC

Spring IOC，就是控制反转，它的核心思想是让对象的创建和依赖关系由容器控制，不需要自己new出来，保持组件之间松散的耦合。
容器实际上就是一个Map,里面存放各种对象。通过依赖注入，Spring容器能够在运行时动态地将依赖注入到需要它们的容器当中，不需要对象去创建或寻找依赖。这样大大简化了应用的开发，将应用从复杂的依赖关系中解放出来。举个例子，实际项目中，一个service可能有成百上千个底层类，对这个service实例化，每次都要理清底层类的构造函数，而采用IOC，则只需要配置好，在需要的位置引用即可。
Spring通过XML文件配置，SpringBoot通过注解来配置。通过配置告诉Spring容器如何创建对象，如何管理对象的生命周期。
总而言之，Spring IOC是一个中心化的、能够管理应用所有对象生命周期的一个强大工具。

Bean的作用域

Bean是组成应用程序的主体和Spring IOC容器所管理的对象。Bean的作用域分为以下几种：

1. 单例：默认的作用域。当一个Bean 的作用域为Singleton，那么容器中只会有一个共享的Bean实例。所有对该Bean的请求，只要id与Bean的定义相同，那么旧返回同一个Bean实例。
2. 原型：当一个Bean的作用域为prototype，那么一个Bean定义可以对应多个对象实例。对于该Bean的每一次请求，都会创建一个新的Bean实例。
3. 请求：一个HTTP请求是一个Bean实例，每个请求都有自己的Bean实例，只在请求期内有效。
4. 会话：一个HTTP会话是一个Bean实例，与用户会话周期相同。
5. 应用程序：在ServletContext中定义的Bean，是为整个应用程序所共享的一个Bean实例。
6. WebSocket：在WbSocket生命周期内，一个WebSocket会话拥有一个Bean实例。

Bean的生命周期

Bean的生命周期指的是创建Bean到销毁Bean的过程。

1. 创建实例：容器通过构造器或工厂方法来创建Bean的实例/
2. 设置属性：容器为Bean设置属性，这些属性可能是其他Bean的引用，也可能是简单的配置值。
3. 判断Aware接口设置依赖关系：如果Bean实现了BeanNameAware或BeanFactoryAware接口，那么调用setBeanName()或setBeanFactory()方法，如果Bean实现了ApplicationContextAware接口，那么调用setApplicationContext()方法将Bean的上下文引用进来。
4. 前置处理：Spring调用所有注册的BeanPostProcessor接口的postProcessBeforeInitialization()方法。
5. 初始化：如果Bean实现了InitializingBean接口，调用afterPropertiesSet()方法，如果设置了init-method，容器也会调用这个方法。
6. 后置处理：Spring调用所有注册的BeanPostProcessor接口的postProcessAfterInitialization()方法。
7. Bean使用：Bean准备好，可以用了。
8. Bean的销毁：容器关闭时，如果Bean实现了DisposableBean接口，那么调用destroy()方法，如果定义了destroy-method，那么也调用这个方法。
9. Bean结束：容器销毁Bean，Bean生命结束。