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1. 目录
1. 目录 ......................................................................................................................................................... 1
2. JVM ....................................................................................................................................................... 19
2.1. 线程 ...................................................................................................................................................... 20
2.2. JVM 内存区域 ..................................................................................................................................... 21
2.2.1.
程序计数器
(
线程私有
) ................................................................................................................ 22
2.2.2.
虚拟机栈
(
线程私有
) .................................................................................................................... 22
2.2.3.
本地方法区
(
线程私有
) ................................................................................................................ 23
2.2.4.
堆(
Heap-
线程共享)
-
运行时数据区
...................................................................................... 23
2.2.5.
方法区
/
永久代(线程共享)
..................................................................................................... 23
2.3. JVM 运行时内存 ................................................................................................................................. 24
2.3.1.
新生代
.......................................................................................................................................... 24
2.3.1.1. Eden 区 .................................................................................................................................................... 24
2.3.1.2. ServivorFrom ........................................................................................................................................... 24
2.3.1.3. ServivorTo .............................................................................................................................................. 24
2.3.1.4. MinorGC 的过程(复制->清空->互换) ....................................................................................... 24
1:eden、servicorFrom 复制到 ServicorTo,年龄+1 ................................................................................... 25
2:清空 eden、servicorFrom ............................................................................................................................. 25
3:ServicorTo 和 ServicorFrom 互换 ................................................................................................................ 25
2.3.2.
老年代
.......................................................................................................................................... 25
2.3.3.
永久代
.......................................................................................................................................... 25
2.3.3.1. JAVA8 与元数据 ................................................................................................................................. 25
2.4. 垃圾回收与算法 .................................................................................................................................. 26
2.4.1.
如何确定垃圾
.............................................................................................................................. 26
2.4.1.1. 引用计数法............................................................................................................................................... 26
2.4.1.2. 可达性分析............................................................................................................................................... 26
2.4.2.
标记清除算法(Mark-Sweep)
.............................................................................................. 27
2.4.3.
复制算法(
copying
)
................................................................................................................. 27
2.4.4.
标记整理算法
(Mark-Compact) .................................................................................................. 28
2.4.5.
分代收集算法
.............................................................................................................................. 29
2.4.5.1. 新生代与复制算法 .............................................................................................................................. 29
2.4.5.2. 老年代与标记复制算法 ...................................................................................................................... 29
2.5. JAVA 四中引用类型 ........................................................................................................................... 30
2.5.1.
强引用
.......................................................................................................................................... 30
2.5.2.
软引用
.......................................................................................................................................... 30
2.5.3.
弱引用
.......................................................................................................................................... 30
2.5.4.
虚引用
.......................................................................................................................................... 30
2.6. GC 分代收集算法 VS 分区收集算法 ................................................................................................ 30
2.6.1.
分代收集算法
.............................................................................................................................. 30
2.6.1.1. 在新生代-复制算法 ............................................................................................................................. 30
2.6.1.2. 在老年代-标记整理算法 ..................................................................................................................... 30
2.6.2.
分区收集算法
.............................................................................................................................. 31
2.7. GC 垃圾收集器 ................................................................................................................................... 31
2.7.1. Serial
垃圾收集器(单线程、复制算法)
................................................................................ 31
2.7.2. ParNew
垃圾收集器(
Serial+
多线程)
................................................................................... 31
2.7.3. Parallel Scavenge
收集器(多线程复制算法、高效)
.......................................................... 32
2.7.4. Serial Old
收集器(单线程标记整理算法
)
........................................................................... 32
2.7.5. Parallel Old
收集器(多线程标记整理算法)
......................................................................... 33
2.7.6. CMS
收集器(多线程标记清除算法)
..................................................................................... 33
2.7.6.1. 初始标记 .............................................................................................................................................. 33
13/01/2022
Page 2 of 283
2.7.6.2.
2.7.6.3.
并发标记..............................................................................................................................................34
重新标记..............................................................................................................................................34
并发清除..............................................................................................................................................34
2.7.6.4.
2.7.7. G1
收集器
.................................................................................................................................... 34
2.8.
JAVA IO/NIO....................................................................................................................................... 34
2.8.1.
2.8.2.
2.8.3.
2.8.4.
2.8.5.
2.8.1.
2.8.2.
阻塞
IO
模型
................................................................................................................................ 34
非阻塞
IO
模型
............................................................................................................................ 35
多路复用
IO
模型
........................................................................................................................ 35
信号驱动
IO
模型
........................................................................................................................ 36
异步
IO
模型
................................................................................................................................ 36
JAVA IO
包
.................................................................................................................................. 36
JAVA NIO.................................................................................................................................... 37
NIO 的缓冲区 .....................................................................................................................................38
NIO 的非阻塞 .....................................................................................................................................38
Channel ....................................................................................................................................... 40
Buffer............................................................................................................................................ 40
Selector........................................................................................................................................ 40
2.8.2.1.
2.8.2.2.
2.8.3.
2.8.4.
2.8.5.
2.9.
JVM 类加载机制 ................................................................................................................................. 41
2.9.1.1. 加载 ..........................................................................................................................................................41
2.9.1.2. 验证 ..........................................................................................................................................................41
2.9.1.3. 准备 ..........................................................................................................................................................41
2.9.1.4. 解析 ..........................................................................................................................................................41
2.9.1.5.
2.9.1.6.
符号引用..............................................................................................................................................42
直接引用..............................................................................................................................................42
2.9.1.7. 初始化 ......................................................................................................................................................42
2.9.1.8.
2.9.2.
类构造器<client>..............................................................................................................................42
类加载器
...................................................................................................................................... 42
启动类加载器(Bootstrap ClassLoader) .........................................................................................43
扩展类加载器(Extension ClassLoader)..........................................................................................43
应用程序类加载器(Application ClassLoader): ..........................................................................43
双亲委派
...................................................................................................................................... 43
2.9.2.1.
2.9.2.2.
2.9.2.3.
2.9.3.
2.9.4. OSGI
(动态模型系统
)
............................................................................................................ 44
2.9.4.1.
2.9.4.2.
动态改变构造 ......................................................................................................................................44
模块化编程与热插拔 ..........................................................................................................................44
3.
JAVA 集合 ............................................................................................................................................45
3.1.
3.2.
接口继承关系和实现 .......................................................................................................................... 45
LIST....................................................................................................................................................... 47
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
ArrayList
(数组)
....................................................................................................................... 47
Vector
(数组实现、线程同步)
............................................................................................... 47
LinkList
(链表)
......................................................................................................................... 47
3.3. SET ....................................................................................................................................................... 48
3.3.1.1. HashSet(Hash 表) .............................................................................................................................48
3.3.1.2. TreeSet(二叉树) ................................................................................................................................49
3.3.1.3. LinkHashSet(HashSet+LinkedHashMap) ...................................................................................49
MAP....................................................................................................................................................... 50
3.4.
3.4.1.
HashMap
(数组
+
链表
+
红黑树)
............................................................................................. 50
3.4.1.1. JAVA7 实现 .............................................................................................................................................50
3.4.1.2. JAVA8 实现 .............................................................................................................................................51
3.4.2.
ConcurrentHashMap.................................................................................................................. 51
3.4.2.1. Segment 段..............................................................................................................................................51
3.4.2.2. 线程安全(Segment 继承 ReentrantLock 加锁) ..............................................................................51
3.4.2.3. 并行度(默认 16) .................................................................................................................................52
3.4.2.4. Java8 实现 (引入了红黑树) ..............................................................................................................52
13/01/2022
Page 3 of 283
3.4.3.
3.4.4.
3.4.5.
HashTable
(线程安全)
........................................................................................................... 53
TreeMap
(可排序)
.................................................................................................................. 53
LinkHashMap
(记录插入顺序)
.............................................................................................. 53
4.
JAVA 多线程并发.................................................................................................................................54
4.1.1.
4.1.2.
JAVA
并发知识库
....................................................................................................................... 54
JAVA
线程实现
/
创建方式
.......................................................................................................... 54
4.1.2.1. 继承 Thread 类 ........................................................................................................................................54
4.1.2.2. 实现 Runnable 接口。............................................................................................................................54
4.1.2.3. ExecutorService、Callable<Class>、Future 有返回值线程.............................................................55
4.1.2.4. 基于线程池的方式...................................................................................................................................56
4.1.3.
4
种线程池
................................................................................................................................... 56
newCachedThreadPool.........................................................................................................................57
newFixedThreadPool.............................................................................................................................57
4.1.3.1.
4.1.3.2.
4.1.3.3. newScheduledThreadPool....................................................................................................................58
4.1.3.4. newSingleThreadExecutor .................................................................................................................58
4.1.4.
线程生命周期
(
状态
).................................................................................................................... 58
4.1.4.1. 新建状态(NEW) .................................................................................................................................58
4.1.4.2. 就绪状态(RUNNABLE): .................................................................................................................59
4.1.4.3. 运行状态(RUNNING): ....................................................................................................................59
4.1.4.4. 阻塞状态(BLOCKED):....................................................................................................................59
等待阻塞(o.wait->等待对列): ......................................................................................................................59
同步阻塞(lock->锁池) ..........................................................................................................................................59
其他阻塞(sleep/join) ............................................................................................................................................59
4.1.4.5. 线程死亡(DEAD)................................................................................................................................ 59
正常结束................................................................................................................................................................59
异常结束................................................................................................................................................................59
调用 stop...............................................................................................................................................................59
4.1.5.
终止线程
4
种方式
...................................................................................................................... 60
4.1.5.1. 正常运行结束...........................................................................................................................................60
4.1.5.2. 使用退出标志退出线程...........................................................................................................................60
4.1.5.3. Interrupt 方法结束线程...........................................................................................................................60
4.1.5.4. stop 方法终止线程(线程不安全).......................................................................................................61
4.1.6.
4.1.7.
4.1.8.
4.1.9.
sleep
与
wait
区别
....................................................................................................................... 61
start
与
run
区别
.......................................................................................................................... 62
JAVA
后台线程
........................................................................................................................... 62
JAVA
锁
....................................................................................................................................... 63
4.1.9.1. 乐观锁 ......................................................................................................................................................63
4.1.9.2. 悲观锁 ......................................................................................................................................................63
4.1.9.3. 自旋锁 ......................................................................................................................................................63
自旋锁的优缺点....................................................................................................................................................63
自旋锁时间阈值(1.6 引入了适应性自旋锁)..................................................................................................63
自旋锁的开启........................................................................................................................................................64
4.1.9.4. Synchronized 同步锁..............................................................................................................................64
Synchronized 作用范围.......................................................................................................................................64
Synchronized 核心组件.......................................................................................................................................64
Synchronized 实现...............................................................................................................................................64
4.1.9.5. ReentrantLock.........................................................................................................................................66
Lock 接口的主要方法...........................................................................................................................................66
非公平锁................................................................................................................................................................66
公平锁....................................................................................................................................................................67
ReentrantLock 与 synchronized ........................................................................................................................67
ReentrantLock 实现 .............................................................................................................................................67
Condition 类和 Object 类锁方法区别区别 .........................................................................................................68
tryLock 和 lock 和 lockInterruptibly 的区别........................................................................................................68
4.1.9.6. Semaphore 信号量 .................................................................................................................................68
实现互斥锁(计数器为 1).................................................................................................................................68
代码实现................................................................................................................................................................68
Semaphore 与 ReentrantLock ...........................................................................................................................69
4.1.9.7. AtomicInteger..........................................................................................................................................69
13/01/2022
Page 4 of 283
4.1.9.8. 可重入锁(递归锁)...............................................................................................................................69
4.1.9.9. 公平锁与非公平锁...................................................................................................................................70
公平锁(Fair).....................................................................................................................................................70
非公平锁(Nonfair) ...........................................................................................................................................70
4.1.9.10. ReadWriteLock 读写锁 ......................................................................................................................70
读锁........................................................................................................................................................................70
写锁........................................................................................................................................................................70
4.1.9.11. 共享锁和独占锁 ..................................................................................................................................70
独占锁....................................................................................................................................................................70
共享锁....................................................................................................................................................................70
4.1.9.12.
4.1.9.13.
重量级锁(Mutex Lock) ................................................................................................................71
轻量级锁 ..............................................................................................................................................71
锁升级....................................................................................................................................................................71
4.1.9.14.
4.1.9.15.
4.1.9.16.
偏向锁 ..................................................................................................................................................71
分段锁 ..................................................................................................................................................71
锁优化 ..................................................................................................................................................71
减少锁持有时间....................................................................................................................................................72
减小锁粒度............................................................................................................................................................72
锁分离....................................................................................................................................................................72
锁粗化....................................................................................................................................................................72
锁消除....................................................................................................................................................................72
4.1.10.
线程基本方法
.............................................................................................................................. 72
4.1.10.1.
4.1.10.2.
4.1.10.3.
4.1.10.4.
4.1.10.5.
4.1.10.6.
4.1.10.7.
4.1.10.8.
线程等待(wait) ............................................................................................................................... 73
线程睡眠(sleep).............................................................................................................................73
线程让步(yield) ..............................................................................................................................73
线程中断(interrupt)........................................................................................................................73
Join 等待其他线程终止 ......................................................................................................................74
为什么要用 join()方法? ....................................................................................................................74
线程唤醒(notify).............................................................................................................................74
其他方法: ..........................................................................................................................................74
4.1.11.
线程上下文切换
.......................................................................................................................... 75
4.1.11.1.
4.1.11.2.
4.1.11.3.
4.1.11.4.
4.1.11.5.
4.1.11.6.
4.1.11.7.
进程......................................................................................................................................................75
上下文 ..................................................................................................................................................75
寄存器 ..................................................................................................................................................75
程序计数器 ..........................................................................................................................................75
PCB-“切换桢”.................................................................................................................................75
上下文切换的活动: ..........................................................................................................................76
引起线程上下文切换的原因 ..............................................................................................................76
4.1.12.
同步锁与死锁
.............................................................................................................................. 76
4.1.12.1.
4.1.12.2.
同步锁 ..................................................................................................................................................76
死锁......................................................................................................................................................76
4.1.13.
线程池原理
.................................................................................................................................. 76
4.1.13.1. 线程复用..............................................................................................................................................76
4.1.13.2. 线程池的组成......................................................................................................................................76
4.1.13.3. 拒绝策略..............................................................................................................................................78
4.1.13.4.
Java 线程池工作过程 .........................................................................................................................78
4.1.14. JAVA
阻塞队列原理
.................................................................................................................... 79
4.1.14.1. 阻塞队列的主要方法 ..........................................................................................................................80
插入操作:............................................................................................................................................................80
获取数据操作:....................................................................................................................................................81
4.1.14.2. Java 中的阻塞队列 .............................................................................................................................81
4.1.14.3. ArrayBlockingQueue(公平、非公平) .......................................................................................82
4.1.14.4. LinkedBlockingQueue(两个独立锁提高并发) .........................................................................82
4.1.14.5. PriorityBlockingQueue(compareTo 排序实现优先)..............................................................82
4.1.14.6. DelayQueue(缓存失效、定时任务 )..........................................................................................82
4.1.14.7. SynchronousQueue(不存储数据、可用于传递数据)..............................................................83
4.1.14.8. LinkedTransferQueue......................................................................................................................83
13/01/2022
Page 5 of 283
4.1.14.9. LinkedBlockingDeque.....................................................................................................................83
4.1.15. CyclicBarrier
、
CountDownLatch
、
Semaphore
的用法
........................................................ 84
4.1.15.1. CountDownLatch(线程计数器 ) ................................................................................................84
4.1.15.2. CyclicBarrier(回环栅栏-等待至 barrier 状态再全部同时执行) ...............................................84
4.1.15.3. Semaphore(信号量-控制同时访问的线程个数) .......................................................................85
4.1.16. volatile
关键字的作用(变量可见性、禁止重排序)
............................................................. 87
变量可见性............................................................................................................................................................87
禁止重排序............................................................................................................................................................87
比 sychronized 更轻量级的同步锁 .....................................................................................................................87
适用场景................................................................................................................................................................87
4.1.17.
如何在两个线程之间共享数据
................................................................................................... 88
将数据抽象成一个类,并将数据的操作作为这个类的方法.............................................................................88
Runnable 对象作为一个类的内部类 ..................................................................................................................89
4.1.18. ThreadLocal
作用(线程本地存储)
........................................................................................ 90
ThreadLocalMap(线程的一个属性) ..............................................................................................................90
使用场景................................................................................................................................................................91
4.1.19. synchronized
和
ReentrantLock
的区别
.................................................................................. 91
4.1.19.1. 两者的共同点: ..................................................................................................................................91
4.1.19.2. 两者的不同点: ..................................................................................................................................92
4.1.20. ConcurrentHashMap
并发
......................................................................................................... 92
4.1.20.1. 减小锁粒度..........................................................................................................................................92
4.1.20.2. ConcurrentHashMap 分段锁..........................................................................................................92
ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成.................................................93
4.1.21. Java
中用到的线程调度
............................................................................................................. 93
4.1.21.1. 抢占式调度:......................................................................................................................................93
4.1.21.2. 协同式调度:......................................................................................................................................93
4.1.21.3. JVM 的线程调度实现(抢占式调度) .............................................................................................94
4.1.21.4. 线程让出 cpu 的情况: .....................................................................................................................94
4.1.22.
进程调度算法
.............................................................................................................................. 94
4.1.22.1. 优先调度算法......................................................................................................................................94
4.1.22.2. 高优先权优先调度算法 ......................................................................................................................95
4.1.22.3. 基于时间片的轮转调度算法 ..............................................................................................................96
4.1.23.
什么是
CAS
(比较并交换-乐观锁机制-锁自旋)
.................................................................. 96
4.1.23.1. 概念及特性..........................................................................................................................................96
4.1.23.2. 原子包 java.util.concurrent.atomic(锁自旋) ...........................................................................97
4.1.23.3. ABA 问题.............................................................................................................................................98
4.1.24.
什么是
AQS
(抽象的队列同步器
)
......................................................................................... 98
Exclusive 独占资源-ReentrantLock...................................................................................................................99
Share 共享资源-Semaphore/CountDownLatch ...............................................................................................99
同步器的实现是 ABS 核心(state 资源状态计数) .......................................................................................100
ReentrantReadWriteLock 实现独占和共享两种方式.....................................................................................100
5.
JAVA 基础 ..........................................................................................................................................101
5.1.1. JAVA
异常分类及处理
.............................................................................................................. 101
5.1.1.1. 概念....................................................................................................................................................101
5.1.1.2. 异常分类............................................................................................................................................101
Error.....................................................................................................................................................................101
Exception(RuntimeException、CheckedException) ...........................................................................101
5.1.1.3. 异常的处理方式 ................................................................................................................................102
遇到问题不进行具体处理,而是继续抛给调用者 (throw,throws)......................................................... 102
try catch 捕获异常针对性处理方式 ..................................................................................................................102
5.1.1.4. Throw 和 throws 的区别: ............................................................................................................102
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资源评论
- kevin_01222322023-06-15资源是宝藏资源,实用也是真的实用,感谢大佬分享~
- stricker_wxl2023-06-29资源很好用,有较大的参考价值,资源不错,支持一下。
- sg20212024-04-16资源内容详细全面,与描述一致,对我很有用,有一定的使用价值。
- qingyun202023-04-22感谢资源主的分享,这个资源对我来说很有用,内容描述详尽,值得借鉴。
淋风沐雨
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