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原创 Java面试实战系列【JVM篇】- JVM内存结构与运行时数据区详解(共享区域)
本文深入解析了JVM中的线程共享区域,重点介绍了Java堆内存的结构与管理机制。主要内容包括:Java堆的分代设计(新生代、老年代)及其理论基础,Eden区和Survivor区的工作流程,对象年龄与晋升机制,以及老年代的特性与回收策略。文章还详细阐述了对象分配的全流程决策树和空间分配担保机制,为理解JVM内存管理和性能优化提供了系统性的知识框架。
2025-09-02 11:14:39
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原创 Java面试实战系列【JVM篇】- JVM内存结构与运行时数据区详解(私有区域)
JVM内存结构概述 JVM内存结构是Java虚拟机运行时内存的物理布局,主要分为线程私有区域(程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈)和线程共享区域(堆、方法区)。程序计数器存储当前线程执行的字节码指令地址,是唯一不会发生OOM的区域。Java虚拟机栈采用栈帧结构存储方法调用的局部变量、操作数等信息,局部变量表在编译期确定大小,支持槽复用机制。堆是对象实例的主要存储区域,方法区则存储类信息和运行时常量池。理解JVM内存结构是掌握Java性能优化、内存管理和多线程编程的基础。
2025-08-26 11:18:13
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- CompletableFuture异步编程实战
本文探讨了异步编程的必要性及Java中CompletableFuture的核心原理。传统同步编程存在性能低下、资源浪费等问题,而异步编程通过非阻塞方式显著提升系统性能。CompletableFuture作为Java 8引入的解决方案,克服了Future接口的局限性,实现了Future和CompletionStage双接口,支持链式编程和优雅异常处理。其核心数据结构包含volatile修饰的result字段存储计算结果,以及stack链表管理依赖任务,采用后进先出方式执行回调。
2025-08-22 16:47:45
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- Fork/Join框架与并行计算
Fork/Join框架是Java 7引入的并行编程工具,针对可递归分解的任务提供高效处理。相比传统线程池,它基于工作窃取算法实现动态负载均衡,自动处理任务分解和结果合并。核心组件包括ForkJoinPool线程池和ForkJoinTask任务抽象,其中RecursiveAction和RecursiveTask分别处理无返回值和有返回值任务。该框架通过双端队列减少竞争,充分利用多核CPU资源,特别适合分治算法场景,显著简化了并行任务编程复杂度。
2025-08-20 09:43:58
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- ThreadPoolExecutor核心方法源码深度剖析
摘要 本文深入剖析了ThreadPoolExecutor的核心源码实现,重点关注execute()方法的完整执行流程。通过流程图和源码分析,揭示了线程池任务调度的三个关键阶段:1)优先创建核心线程(workerCount < corePoolSize);2)任务入队与双重检查机制确保状态一致性;3)尝试创建非核心线程或执行拒绝策略。文章详细解析了每个阶段的并发安全设计,包括CAS操作、双重检查模式等,展现了线程池在高并发场景下的健壮性保障。
2025-08-19 09:19:24
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- ThreadPoolExecutor核心原理与参数解析
Java线程池ThreadPoolExecutor源码解析 摘要:本文深入分析Java线程池ThreadPoolExecutor的源码实现。首先介绍了线程池的核心概念和必要性,包括资源复用、线程数量控制等优势。文章详细解析了ThreadPoolExecutor的七大核心参数:核心线程数、最大线程数、空闲线程存活时间等,并通过类图展示了线程池的体系结构。特别对工作队列类型进行了对比分析,包括ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等不同实现的特点。
2025-08-18 10:56:05
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- Semaphore深度解析与实战
Semaphore是Java并发包中的同步工具,用于控制线程对共享资源的访问数量。其核心原理基于许可证机制,维护一组许可证(permits),线程需先获取许可证才能访问资源,使用完毕后释放。Semaphore支持公平和非公平两种模式,底层通过AQS框架实现同步状态管理。典型应用场景包括数据库连接池、HTTP请求限流等资源受限场景。通过acquire()获取许可证,release()释放,可有效防止系统资源过载。
2025-08-15 21:47:19
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- CyclicBarrier深度解析与实战
CyclicBarrier是Java并发包中的同步工具类,允许多个线程相互等待至公共屏障点后再继续执行。其核心机制基于ReentrantLock和Condition实现线程同步,通过Generation对象实现循环特性:当所有线程到达屏障后,会创建新Generation对象重置屏障状态。关键源码dowait方法中,最后一个到达的线程会执行预设的屏障命令并唤醒其他线程,而非最后到达的线程则进入等待状态。该设计支持多阶段任务同步,屏障可重复使用,适用于并行计算、分阶段处理等场景。
2025-08-15 14:56:42
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- CountDownLatch深度解析与实战
摘要:CountDownLatch原理与使用 CountDownLatch是Java并发包中的同步工具类,基于AQS共享锁机制实现,用于线程间协调。其核心原理是通过内部计数器实现多线程等待机制:主线程调用await()阻塞等待,工作线程完成任务后调用countDown()递减计数器,当计数器归零时唤醒所有等待线程。相比Thread.join(),它提供了更灵活的线程协调方式,支持一对多同步、超时等待和中断响应。典型应用场景包括主线程等待多个子线程完成、服务初始化协调等。关键特性包括线程安全的计数器操作、简洁
2025-08-15 09:30:00
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- ThreadLocal原理及内存泄漏分析
本文深入解析Java中的ThreadLocal工具类,从基础概念到内存泄漏问题进行全面剖析。ThreadLocal通过为每个线程创建变量的独立副本实现线程数据隔离,相比普通变量具有线程安全、无需同步等优势。文章通过代码示例演示ThreadLocal的核心作用:线程隔离和避免参数传递,并对比传统传参方式与ThreadLocal方案的优劣。特别强调ThreadLocal的内存泄漏风险,指出其源于ThreadLocalMap中Entry对ThreadLocal的弱引用与对值的强引用组合。
2025-08-14 17:39:16
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- volatile关键字实战应用与面试解析
本文深入探讨volatile关键字的实现原理与应用场景。从底层机制分析,volatile通过内存屏障(LoadLoad、LoadStore、StoreStore、StoreLoad)保证可见性和有序性,在x86架构下会生成带lock前缀的汇编指令。CPU缓存一致性协议MESI确保多核间的数据一致性。典型应用场景包括线程状态标记(如停止标志)和配置热更新,通过volatile变量实现线程间高效通信。
2025-08-14 09:30:00
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- volatile关键字入门与内存可见性原理
本文深入讲解了Java并发编程中的volatile关键字及其底层原理。首先介绍了Java内存模型(JMM)的基本概念,包括主内存与工作内存的交互机制。随后重点分析了并发编程的三大核心特性:原子性、可见性和有序性,通过代码示例和图示展示了非原子操作、内存可见性问题以及指令重排序带来的并发风险。文章还探讨了volatile关键字如何保证可见性和有序性,但无法保证原子性的特点,并对比了synchronized、Atomic类和Lock等不同并发解决方案的适用场景。
2025-08-13 11:01:32
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- 原子类深度实战(下篇):从API到生产应用
本文深入解析Java原子类体系,分为五大类:基础原子类、数组原子类、引用原子类、字段更新器和累加器类,并详细对比了各类的适用场景与性能特点。重点通过AtomicInteger示例展示了高级用法,包括条件更新、自定义累积运算、带回调更新等实战技巧,以及AtomicBoolean在一次性开关控制中的应用。这些原子类提供了线程安全的操作方式,避免了传统锁的性能开销,特别适合高并发场景下的计数器、状态管理等需求。
2025-08-12 11:52:50
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原创 Java面试实战系列【并发篇】第一篇:深入理解CAS操作与无锁编程
本文深入解析了Java中的CAS(Compare And Swap)操作,作为现代并发编程的核心无锁技术。首先通过多线程环境下的数据竞争问题,对比传统synchronized锁机制的性能瓶颈,引出无锁编程的优势。详细介绍了CAS的工作原理,包括其三个操作数(内存位置、预期值、新值)及乐观并发控制策略。通过代码示例演示了AtomicInteger的CAS操作流程,并分析多线程场景下的CAS执行时序。文章还揭示了CAS的底层实现机制,包括Unsafe类的关键作用、JVM层面的实现路径以及CPU原子指令支持。
2025-08-12 11:20:07
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原创 Java面试实战系列【并发篇】AQS源码详解
摘要:本文深入分析了AQS框架中独占锁的获取与释放机制。重点解析了acquire()方法的完整流程,包括tryAcquire()尝试获取锁、addWaiter()创建节点并入队、acquireQueued()排队等待等核心步骤。通过流程图和源码分析,详细展示了独占锁从获取到释放的生命周期,包括队列初始化、节点入队、线程阻塞与唤醒等关键环节。文章还对比了AQS默认实现与ReentrantLock中tryAcquire()的具体实现差异,帮助读者深入理解独占锁的底层工作机制。
2025-08-11 11:59:38
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原创 Java面试实战系列【并发篇】AQS基础概念
本文深入解析了Java并发编程中的核心组件AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的实现原理。AQS作为JUC包的基石,通过同步状态(state)、FIFO同步队列和条件队列等机制,为ReentrantLock、Semaphore等同步工具提供了底层支持。文章详细介绍了AQS的CLH队列变体、state变量的不同含义,以及同步队列与条件队列的协作关系。AQS采用模板方法模式,通过CAS操作保证线程安全,实现了自旋+阻塞的混合机制,优化了传统CLH锁的性能。
2025-08-08 00:05:08
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原创 Java面试实战系列【并发篇】:ReentrantLock使用指南(上篇)
文章详细介绍了ReentrantLock的基础使用模式,强调lock()/unlock()的配对使用和finally块的重要性,并通过代码示例展示常见错误及规避方法。
2025-08-04 23:45:46
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原创 Java面试实战系列【并发篇】- synchronized详解
本文深入解析了Java中synchronized关键字的实现原理与应用场景。首先介绍了synchronized的核心作用:保证原子性、可见性和有序性,通过JMM内存模型确保线程安全。随后详细分析了三种使用方式:实例方法锁、静态方法锁和代码块锁,并提供了相应的代码示例。最后探讨了底层实现机制,包括对象头结构和Monitor监视器原理,揭示了synchronized如何在JVM层面实现同步。文章通过理论分析与代码实践相结合的方式,全面阐述了synchronized在多线程编程中的重要作用和使用方法。
2025-08-03 19:00:40
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原创 Java面试实战系列【集合篇】- ConcurrentHashMap源码深度解析
本文深入解析ConcurrentHashMap的设计原理与线程安全机制。作为HashMap的线程安全替代方案,ConcurrentHashMap通过分段锁(JDK1.7)和CAS+synchronized(JDK1.8)实现高性能并发访问。
2025-08-01 22:53:56
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原创 Java面试实战系列【集合篇】-ArrayList源码深度解析
最简单的解释:ArrayList就是一个可以动态增长的数组。普通数组创建后大小就固定了,而ArrayList可以根据需要自动扩容。普通数组 = 固定大小的停车场,车位满了就不能再停车ArrayList = 智能停车场,车位不够时会自动扩建更多车位开始盘点前:记录当前的"借阅记录版本号"是V1.0盘点过程中:你一本本检查书籍检查机制:每次检查,你就看看借阅记录版本号是否还是V1.0发现问题:如果版本号变成了V1.1,说明有人在你盘点期间借了书或还了书立即停止。
2025-07-31 17:51:08
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原创 Java面试实战系列【集合篇】- HashMap底层实现原理深度解析
《深入解析HashMap:从基础到源码实现》 本文针对Java开发者在面试中常见的HashMap原理问题,从基础概念到源码实现进行了全面解析。
2025-07-30 21:55:26
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