第九周课程总结

一、JVM虚拟机原理

1、JVM组成架构

Java是一种跨平台的语言，JVM屏蔽了底层系统的不同，为了Java字节码文件构造了一个统一的运行环境



2、Java字节码文件

1）计算机领域的任何问题都可以通过增加一个中间层（虚拟机）来解决

在代码的执行过程中，JVM将字节码解释执行，屏蔽对底层操作系统的依赖

解释执行 — 在读指令的时候，同时进行执行

编译执行 — 对于热点代码会通过JIT动态编译为机器码，提供执行效率

2）具体的字节码执行流程如下：



3、类加载器的双亲委托模型

1）定义

底层的当前类加载器，不能覆盖更高层次类加载器已经加载的类，如果低层次的类加载器想加载一个未知类，需要上级类加载器确认，只有当上级类加载器没有加载这个类，也允许加载的时候，才让当前类加载器加载这个未知类

2）自定义类加载器

• 隔离加载类 — 同一个JVM中不同组件加载同一个类的不同版本

• 扩展加载源 — 从网路、数据库等处加载字节码

• 字节码加密 — 加载自定义的加密字节码，在ClassLoader中解密

4、堆&栈

5、方法区&程序计数器



6、线程工作内存&volatile

7、JVM的垃圾回收

1）如何识别回收对象

    可达性分析算法进行垃圾对象的识别

2）回收的方式：

• 清理

• 压缩

• 复制

3）JVM分代垃圾回收

• 新生代 — Eden区、From区和To区 这三个区域之间是如何配合工作

• 老年代

4）JVM垃圾回收期算法 — 一个或多个线程负责

• 串行回收器（Serial GC） — 启动一个线程进行回收， stop-the-world，早期计算器是单CPU单核机器的，所以反而单线程效率更高

• 并行回收器（Parallel GC） — 启动多个垃圾回收线程并行进行回收，但是在这个时间内还是stop-the-world

• 并发回收器CMS（Concurrent mask Sweep）

• 单线程初始化标记 — stop-the-world，只标记第一级对象，速度很快

• G1回收器（garbage-first）



8、JVM启动参数

1）标准参数

2）非标准参数

3）非Stable参数



9、JVM性能诊断工具

1）基本工具

• JPS

• JSTAT

• JMAP

• JSTACK — 可查看jvm内的线程堆栈信息

2）集成工具

• JConsole

• JVisualVM



二、Java代码优化

1、合理并谨慎使用多线程

启动的线程数 =【任务执行时间/(任务执行时间-IO等待时间)】 * CPU内核数

这个公式达到的目的是保证CPU内核数被100%的使用



2、竞态条件与临界区

3、Java线程安全 — 允许被多个线程安全执行的代码称作线程安全的代码

1） — 方法局部变量，线程安全

2）— 方法局部的对象引用，不会逃逸出该方法，也是线程安全的

3）— 对象成员变量，允许两个线程同时访问的话，那么就不是线程安全的



4、ThreadLocal的实现原理和使用

5、Java内存泄漏

是由于开发人员的错误引起

如果程序保留着对永远不使用的对象的引用，这些对象将会占用并耗尽内存

• 长生命周期对象

• 静态容器

• 缓存

解决办法：使用“弱引用”



6、合理使用线程池和对象池

• 复用线程或对象资源

三、秒杀案例分享

四、搜索引擎

1、互联网搜索引擎整体架构

1）爬虫系统架构

2）文档矩阵与倒排索引 — 词频

2、Lucene架构

3、ElasticSearch架构