🏆🏆🏆教程全知识点简介：基础篇 1. 二分查找 2. 冒泡排序 7. ArrayList 8. Iterator 9. LinkedList 10. HashMap 1）基本数据结构 2）树化与退化 3）索引计算 4）put 与扩容 5）并发问题 11. 单例模式 并发篇 1. 线程状态 3. wait vs sleep 4. lock vs synchronized 虚拟机篇 1. JVM 内存结构 4. 内存溢出 5. 类加载 6. 四种引用 7. finalize 框架篇 1. Spring refresh 流程 2. Spring bean 生命周期 6. Spring 注解 7. SpringBoot 自动配置原理 数据库篇 1. 隔离级别 2. 快照读与当前读 3. InnoDB vs MyISAM 4. 索引 索引基础 5. 查询语句执行流程 6. undo log 与 redo log 7. 锁 缓存篇 1. Redis 数据类型 2. keys 命令问题 3. 过期 key 的删除策略 5. 缓存问题 6. 缓存原子性 7. LRU Cache 实现 分布式篇 1. CAP 定理 2. Paxos 算法 4. Gossip 协议 5. 分布式通用设计 6. 一致性 Hash（补充）

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✨ 本教程项目亮点

🧠 知识体系完整：覆盖从基础原理、核心方法到高阶应用的全流程内容
💻 全技术链覆盖：完整前后端技术栈，涵盖开发必备技能
🚀 从零到实战：适合 0 基础入门到提升，循序渐进掌握核心能力
📚 丰富文档与代码示例：涵盖多种场景，可运行、可复用
🛠 工作与学习双参考：不仅适合系统化学习，更可作为日常开发中的查阅手册
🧩 模块化知识结构：按知识点分章节，便于快速定位和复习
📈 长期可用的技术积累：不止一次学习，而是能伴随工作与项目长期参考

🎯🎯🎯全教程总章节

🚀🚀🚀本篇主要内容

虚拟机篇

1. JVM 内存结构

要求

• 掌握 JVM 内存结构划分
• 尤其要知道方法区、永久代、元空间的关系

结合一段 java 代码的执行理解内存划分

• 执行 javac 命令编译源代码为字节码
• 执行 java 命令
• 创建 JVM，调用类加载子系统加载 class，将类的信息存入方法区
• 创建 main 线程，使用的内存区域是 JVM 虚拟机栈，开始执行 main 方法代码
• 如果遇到了未见过的类，会继续触发类加载过程，同样会存入方法区
• 需要创建对象，会使用堆内存来存储对象
• 不再使用的对象，会由垃圾回收器在内存不足时回收其内存
• 调用方法时，方法内的局部变量、方法参数所使用的是 JVM 虚拟机栈中的栈帧内存
• 调用方法时，先要到方法区获得到该方法的字节码指令，由解释器将字节码指令解释为机器码执行
• 调用方法时，会将要执行的指令行号读到程序计数器，这样当发生了线程切换，恢复时就可以从中断的位置继续
• 对于非 java 实现的方法调用，使用内存称为本地方法栈（见说明）
• 对于热点方法调用，或者频繁的循环代码，由 JIT 即时编译器将这些代码编译成机器码缓存，提高执行性能

说明

• 加粗字体代表了 JVM 虚拟机组件
• 对于 Oracle 的 Hotspot 虚拟机实现，不区分虚拟机栈和本地方法栈

会发生内存溢出的区域

• 不会出现内存溢出的区域 – 程序计数器
• 出现 OutOfMemoryError 的情况
• 堆内存耗尽 – 对象越来越多，又一直在使用，不能被垃圾回收
• 方法区内存耗尽 – 加载的类越来越多，很多框架都会在运行期间动态产生新的类
• 虚拟机栈累积 – 每个线程最多会占用 1 M 内存，线程个数越来越多，而又长时间运行不销毁时
• 出现 StackOverflowError 的区域
• JVM 虚拟机栈，原因有方法递归调用未正确结束、反序列化 json 时循环引用

方法区、永久代、元空间

• 方法区是 JVM 规范中定义的一块内存区域，用来存储类元数据、方法字节码、即时编译器需要的信息等
• 永久代是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的实现（1.8 之前）
• 元空间是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的另一种实现（1.8 以后），使用本地内存作为这些信息的存储空间

从这张图学到三点

• 当第一次用到某个类是，由类加载器将 class 文件的类元信息读入，并存储于元空间
• X，Y 的类元信息是存储于元空间中，无法直接访问
• 可以用 X.class，Y.class 间接访问类元信息，它们俩属于 java 对象， 的代码中可以使用

从这张图可以学到

• 堆内存中：当一个类加载器对象，这个类加载器对象加载的所有类对象，这些类对象对应的所有实例对象都没人引用时，GC 时就会对它们占用的对内存进行释放
• 元空间中：内存释放以类加载器为单位，当堆中类加载器内存释放时，对应的元空间中的类元信息也会释放

2. JVM 内存参数

[SpotBugs 文档]

要求

• 熟悉常见的 JVM 参数，尤其和大小相关的

堆内存，按大小设置

解释：

• -Xms 最小堆内存（包括新生代和老年代）
• -Xmx 最大对内存（包括新生代和老年代）
• 通常建议将 -Xms 与 -Xmx 设置为大小相等，即不需要保留内存，不需要从小到大增长，这样性能较好
• -XX:NewSize 与 -XX:MaxNewSize 设置新生代的最小与最大值，但一般不建议设置，由 JVM 自己控制
• -Xmn 设置新生代大小，相当于同时设置了 -XX:NewSize 与 -XX:MaxNewSize 并且取值相等
• 保留是指，一开始不会占用那么多内存，随着使用内存越来越多，会逐步使用这部分保留内存。下同

堆内存，按比例设置

解释：

• -XX:NewRatio=2:1 表示老年代占两份，新生代占一份
• -XX:SurvivorRatio=4:1 表示新生代分成六份，伊甸园占四份，from 和 to 各占一份

[PowerMock 文档]

元空间内存设置

![image-20210831173118634]

解释：

• class space 存储类的基本信息，最大值受 -XX:CompressedClassSpaceSize 控制
• non-class space 存储除类的基本信息以外的其它信息（如方法字节码、注解等）
• class space 和 non-class space 总大小受 -XX:MaxMetaspaceSize 控制

注意：

• 这里 -XX:CompressedClassSpaceSize 这段空间还与是否开启了指针压缩有关，这里暂不深入展开，可以简单认为指针压缩默认开启

代码缓存内存设置

解释：

• 如果 -XX:ReservedCodeCacheSize < 240m，所有优化机器代码不加区分存在一起
• 否则，分成三个区域（图中笔误 mthod 拼写错误，少一个 e）
• non-nmethods - JVM 自己用的代码
• profiled nmethods - 部分优化的机器码
• non-profiled nmethods - 完全优化的机器码

线程内存设置

官方参考文档

3. JVM 垃圾回收

要求

• 掌握垃圾回收算法
• 掌握分代回收思想
• 理解三色标记及漏标处理
• 了解常见垃圾回收器

三种垃圾回收算法

标记清除法

解释：

1. 找到 GC Root 对象，即那些一定不会被回收的对象，如正执行方法内局部变量引用的对象、静态变量引用的对象
2. 标记阶段：沿着 GC Root 对象的引用链找，直接或间接引用到的对象加上标记
3. 清除阶段：释放未加标记的对象占用的内存

要点：

• 标记速度与存活对象线性关系

[C3P0 文档]

• 清除速度与内存大小线性关系
• 缺点是会产生内存碎片

标记整理法

解释：

1. 前面的标记阶段、清理阶段与标记清除法类似
2. 多了一步整理的动作，将存活对象向一端移动，可以避免内存碎片产生

特点：

• 标记速度与存活对象线性关系

[GlassFish 文档]

• 清除与整理速度与内存大小成线性关系
• 缺点是性能上较慢

标记复制法

[Visual Studio Code Java]

[Logback 文档]

[Leiningen 文档]

解释：

1. 将整个内存分成两个大小相等的区域，from 和 to，其中 to 总是处于空闲，from 存储新创建的对象
2. 标记阶段与前面的算法类似
3. 在找出存活对象后，会将它们从 from 复制到 to 区域，复制的过程中自然完成了碎片整理
4. 复制完成后，交换 from 和 to 的位置即可

特点：

• 标记与复制速度与存活对象成线性关系
• 缺点是会占用成倍的空间

GC 与分代回收算法

GC 的目的在于实现无用对象内存自动释放，减少内存碎片、加快分配速度

GC 要点：

• 回收区域是堆内存，不包括虚拟机栈
• 判断无用对象，使用可达性分析算法，三色标记法标记存活对象，回收未标记对象
• GC 具体的实现称为垃圾回收器
• GC 大都采用了分代回收思想
• 理论依据是大部分对象朝生夕灭，用完立刻就可以回收，另有少部分对象会长时间存活，每次很难回收
• 根据这两类对象的特性将回收区域分为新生代和老年代，新生代采用标记复制法、老年代一般采用标记整理法
• 根据 GC 的规模可以分成 Minor GC，Mixed GC，Full GC

分代回收

1. 伊甸园 eden，最初对象都分配到这里，与幸存区 survivor（分成 from 和 to）合称新生代，

1. 当伊甸园内存不足，标记伊甸园与 from（现阶段没有）的存活对象

1. 将存活对象采用复制算法复制到 to 中，复制完毕后，伊甸园和 from 内存都得到释放

1. 将 from 和 to 交换位置

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