Java基础知识强化（用于自我巩固）以及审查

Posted 2020-11-25 LeoLRH

1. Java 和 JDK 的关系

JDK（Java Development Kit）Java 开发工具包，它包括：编译器、Java 运行环境（JRE，Java Runtime Environment）、JVM（Java 虚拟机）监控和诊断工具等

Java 则表示一种开发语言。

2. Java 程序是怎么执行的？

日常工作中使用的开发工具（IntelliJ IDEA 或 Eclipse 等）可以很方便的调试程序，或者是通过打包工具把项目打包成 jar 包或者 war 包，放入 Tomcat 等 Web 容器中就可以正常运行了，这里需要了解并掌握一下 Java 程序内部是如何执行的？

其实不论是在开发工具中运行还是在 Tomcat 中运行，Java 程序的执行流程基本都是相同的，它的执行流程如下：

1. 先把 Java 代码编译成字节码，也就是把 .java 类型的文件编译成 .class 类型的文件。这个过程的大致执行流程：Java 源代码 -> 词法分析器 -> 语法分析器 -> 语义分析器 -> 字节码生成器 -> 最终生成字节码，其中任何一个节点执行失败就会造成编译失败；
2. 把 class 文件放置到 Java 虚拟机，这个虚拟机通常指的是 Oracle 官方自带的 Hotspot JVM；
3. Java 虚拟机使用类加载器（Class Loader）装载 class 文件；
4. 类加载完成之后，会进行字节码校验，字节码校验通过之后 JVM 解释器会把字节码翻译成机器码交由操作系统执行。但不是所有代码都是解释执行的，JVM 对此做了优化，比如，以 Hotspot 虚拟机来说，它本身提供了 JIT（Just In Time）也就是我们通常所说的动态编译器，它能够在运行时将热点代码编译为机器码，这个时候字节码就变成了编译执行。

Java 程序执行流程图（记住这个图-*）如下：

3. Java 虚拟机是如何判定热点代码的？

Java 虚拟机判定热点代码的方式有两种：

• 基于采样的热点判定

　　主要是虚拟机会周期性的检查各个线程的栈顶，若某个或某些方法经常出现在栈顶，那这个方法就是“热点方法”。这种判定方式的优点是实现简单；缺点是很难精确一个方法的热度，容易受到线程阻塞或外界因素的影响。

• 基于计数器的热点判定

　　主要就是虚拟机给每一个方法甚至代码块建立了一个计数器，统计方法的执行次数，超过一定的阀值则标记为此方法为热点方法。

 

　　Hotspot 虚拟机使用的基于计数器的热点探测方法。它使用了两类计数器：方法调用计数器和回边计数器，当到达一定的阀值是就会触发 JIT 编译。

　　方法调用计数器：在 client 模式下的阀值是 1500 次，Server 是 10000 次，可以通过虚拟机参数： -XX:CompileThreshold=N 对其进行设置。但是JVM还存在热度衰减，时间段内调用方法的次数较少，计数器就减小。

　　回边计数器：主要统计的是方法中循环体代码执行的次数。

 

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由上面的知识可以看出，要想做到对 Java 了如指掌，必须要好好学习 Java 虚拟机（JVM），那除了 Java 虚拟机外，还有哪些知识是面试必考，也是 Java 工程师必须掌握的知识呢？

 这里列个清单进行后续学习更新记录

1. Java 基础中的核心内容

　　字符串和字符串常量池的深入理解、Array 的操作和排序算法、深克隆和浅克隆、各种 IO 操作、反射和动态代理（JDK 自身动态代理和 CGLIB）等。

2. 集合

　　集合和 String 是编程中最常用的数据类型，关于集合的知识也是面试备考的内容，它包含：链表（LinkedList）、TreeSet、栈（Stack）、队列（双端、阻塞、非阻塞队列、延迟队列）、HashMap、TreeMap 等，它们的使用和底层存储数据结构都是热门的面试内容。

3. 多线程

　　多线程使用和线程安全的知识也是必考的面试题目，它包括：死锁、6 种线程池的使用与差异、ThreadLocal、synchronized、Lock、JUC（java.util.concurrent包）、CAS（Compare and Swap）、ABA 问题等。

4. 热门框架

　　Spring、Spring MVC、MyBatis、SpringBoot

5. 分布式编程

　　消息队列（RabbitMQ、Kafka）、Dubbo、Zookeeper、SpringCloud 等。

6. 数据库

　　mysql 常用引擎的掌握、MySQL 前缀索引、回表查询、数据存储结构、最左匹配原则、MySQL 的问题分析和排除方案、MySQL 读写分离的实现原理以及 MySQL 的常见优化方案等。 Redis 的使用场景、缓存雪崩和缓存穿透的解决方案、Redis 过期淘汰策略和主从复制的实现方案等。

7. Java 虚拟机

　　虚拟机的组成、垃圾回收算法、各种垃圾回收器的区别、Java 虚拟机分析工具的掌握、垃圾回收器的常用调优参数等。

8. 其他

　　常用算法的掌握、设计模式的理解、网络知识和常见 Linux 命令的掌握等。