JVM内存模型解析

JVM(Java Virtual Machine,Java 虚拟机)内存模型是 JVM 规范中定义的一种抽象模型,用于描述 Java 程序在运行时的内存分配和管理。JVM 内存模型将内存划分为多个区域,每个区域有不同的用途和生命周期。以下是 JVM 内存模型的主要组成部分及其详细解析:


1. 程序计数器(Program Counter Register)

  • 定义
    • 程序计数器是一块较小的内存空间,用于记录当前线程执行的字节码指令地址。
  • 特点
    • 每个线程都有一个独立的程序计数器。
    • 如果线程正在执行 Java 方法,程序计数器记录的是当前字节码指令的地址;如果执行的是 Native 方法,程序计数器的值为空(Undefined)。
    • 程序计数器是唯一一个不会发生 OutOfMemoryError 的内存区域。
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JMM内存模型解析

JMM(Java Memory Model,Java 内存模型)是 Java 虚拟机(JVM)规范中定义的一种抽象模型,用于描述多线程环境下,线程如何与内存交互以及如何保证内存的可见性、有序性和原子性。JMM 的主要目标是解决多线程并发编程中的内存一致性问题。以下是 JMM 的主要组成部分及其详细解析:


1. 主内存(Main Memory)

  • 定义
    • 主内存是所有线程共享的内存区域,存储了所有的变量(包括实例字段、静态字段等)。
  • 特点
    • 主内存是线程之间通信的桥梁。
    • 线程对变量的读写操作最终都会反映到主内存中。

2. 工作内存(Working Memory)

  • 定义
    • 每个线程都有自己的工作内存,工作内存是线程私有的内存区域。
    • 工作内存存储了线程对主内存中变量的副本。
  • 特点
    • 线程对变量的所有操作(读取、赋值等)都在工作内存中进行。
    • 线程不能直接操作主内存中的变量,而是通过工作内存间接操作。
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常用消息中间件对比

一、核心工作原理对比

特性 RabbitMQ RocketMQ Kafka
协议 AMQP 自定义协议(基于TCP) 自定义协议(基于TCP)
消息模型 队列模型(点对点、发布订阅) 发布订阅模型 发布订阅模型(基于分区日志)
核心组件 Exchange, Queue, Binding Topic, Broker, NameServer Topic, Partition, Broker, ZooKeeper(旧版本)
数据存储 内存/磁盘(持久化队列) Commit Log(顺序写磁盘) Partition 日志文件(顺序写磁盘)
消息路由 支持 Direct, Topic, Fanout, Headers 路由规则 基于 Tag 过滤消息 无内置路由,依赖分区策略(Key哈希、轮询等)
消费模式 Push(服务端推送) Pull(客户端拉取) Pull(客户端拉取)
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MySQL深度分页优化

在 MySQL 中,深度分页(Deep Pagination)通常是指查询结果的分页参数 OFFSET 值较大的情况(例如 LIMIT 10000, 20)。深度分页会导致性能问题,因为 MySQL 需要扫描并跳过大量的行,这会消耗大量的 I/O 和 CPU 资源。以下是优化 MySQL 深度分页性能的几种常见策略:


1. 避免深度分页

深度分页通常不是用户实际需要的场景。可以通过以下方式避免深度分页:

  • 限制分页深度
    • 在前端或 API 层面限制 OFFSET 的最大值(例如 OFFSET <= 1000)。
  • 优化用户体验
    • 提供更精确的搜索条件,减少结果集的大小。
    • 使用排序和过滤条件,帮助用户快速定位所需数据。
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Java的wait和yield区别

在Java中,wait()yield()都是用于线程控制的方法,但它们的作用和使用场景完全不同。以下是它们的详细区别:


1. wait()方法

(1) 定义

  • wait()Object类的方法,用于线程间通信。
  • 调用wait()的线程会释放锁并进入等待状态,直到其他线程调用notify()notifyAll()唤醒它,或者等待超时。

(2) 使用场景

  • 用于多线程协作,通常与notify()notifyAll()配合使用。
  • 常用于生产者-消费者模型或线程间的条件等待。

(3) 特点

  • 释放锁:调用wait()的线程会释放持有的锁。
  • 需要同步块wait()必须在synchronized块或方法中调用,否则会抛出IllegalMonitorStateException
  • 唤醒机制:线程可以通过notify()notifyAll()或超时唤醒。

(4) 示例

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synchronized (lock) {
while (conditionNotMet) {
lock.wait(); // 释放锁并等待
}
// 条件满足后继续执行
}
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JWT用途及其优势

JWT(JSON Web Token)是一种开放标准(RFC 7519),用于在网络应用间安全地传输信息。它通常用于身份验证和信息交换,具有广泛的应用场景和显著的优势。


1. JWT 的用途

JWT 主要用于以下场景:

1.1 身份验证(Authentication)

  • 用途:在用户登录后,服务器生成一个 JWT 并返回给客户端。客户端在后续请求中携带该 JWT,服务器通过验证 JWT 来确认用户身份。
  • 示例:单点登录(SSO)系统。

1.2 信息交换(Information Exchange)

  • 用途:JWT 可以安全地在各方之间传输信息,因为它是经过签名或加密的,确保信息不被篡改。
  • 示例:在微服务架构中,服务间传递用户信息。

1.3 授权(Authorization)

  • 用途:JWT 可以包含用户的权限信息,服务器可以根据 JWT 中的声明(Claims)决定用户是否有权访问特定资源。
  • 示例:API 访问控制。
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如何部署和使用ELK

部署和使用 ELK(Elasticsearch、Logstash、Kibana)进行日志监控和告警是一个强大的解决方案,能够帮助您集中管理日志、实时监控系统状态,并在异常情况下触发告警。以下是详细的步骤和说明:


1. ELK 组件介绍

  • Elasticsearch
    • 分布式搜索和分析引擎,用于存储和检索日志数据。
  • Logstash
    • 数据收集和处理管道,用于从各种来源收集日志,并将其发送到 Elasticsearch。
  • Kibana
    • 数据可视化工具,用于在 Elasticsearch 中查询和展示日志数据。
  • Beats(可选):
    • 轻量级数据收集器,用于将日志、指标等数据发送到 Elasticsearch 或 Logstash。
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Java面试题整理合集

一、Java基础面试题

1. JVM内存模型有哪些组成部分?

主要有堆、栈(包括虚拟机栈、本地方法栈)、方法区和PC寄存器几个部分组成。

2. JVM常用的GC有哪些?

  • G1 GC:适用于大型应用服务器,要求低延迟和高吞吐量的场景。
  • CMS GC:适用于对响应时间敏感的应用,如Web服务器和交互式应用程序。
  • Parallel Scavenge GC:适用于需要高吞吐量的后台任务和批处理应用。

3. JVM的调优参数有哪些?

  • -Xms:设置JVM堆内存的初始大小,例如-Xms512m表示初始堆内存为512MB。
  • -Xmx:设置JVM堆内存的最大大小,例如-Xmx2g表示最大堆内存为2GB。
  • -Xmn:设置年轻代内存的大小,例如-Xmn256m表示年轻代的大小为256MB。
  • -Xss:设置每个线程的栈大小,例如-Xss512k表示每个线程的栈大小为512KB。
  • -XX:NewSize=1g 设置年轻代的初始大小为1g。
  • -XX:MaxNewSize=1g:设置年轻代的最大大小为1g。
  • -XX:NewRatio=4 设置老年代和新生代的比例,默认为2。
  • -XX:SurvivorRatio=8 设置Eden区和s区的比例,默认为8。
  • -XX:MetaspaceSize=256m:设置元空间的初始大小为256m。
  • -XX:MaxMetaspaceSize=256m:设置元空间的最大大小为256m。
  • -XX:+UseParallelGC:选择并行垃圾回收器(Parallel GC),适用于多处理器环境。它在年轻代使用多线程进行垃圾回收,也称为吞吐量优先垃圾回收器。
  • -XX:+UseParallelOldGC:启用老年代的并行回收(Parallel Old GC),与Parallel GC配合使用,进一步提高垃圾回收的效率。
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无人机IoT场景技术选型

在无人机(UAV)物联网(IoT)场景中,海量设备接入需解决 低延迟、高可靠性、长续航、数据高效传输 等挑战。以下是针对无人机大规模接入的技术选型框架,涵盖通信协议、系统架构、关键组件及云服务集成:


一、核心技术选型

1. 通信协议

协议 特点 适用场景 推荐工具
MQTT 轻量级、QoS分级(QoS 2保障指令可靠性)、支持断线重连 无人机控制指令下发、状态回传 EMQX、HiveMQ、AWS IoT Core
CoAP 基于UDP、低功耗、RESTful风格 低功耗传感器数据(如电池电量) Californium、CoAPthon
LwM2M 设备管理协议,支持OTA升级、远程配置 无人机固件更新、参数配置 Eclipse Leshan
5G/6G 超低延迟(<10ms)、高带宽 实时高清视频流传输、精准定位 5G基站、华为/高通芯片组
卫星通信 覆盖广域区域(如偏远地区、海上) 跨区域无人机集群管理 Iridium、Thuraya
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车联网IoT场景技术选型

在车联网(IoT)场景中,海量设备接入(如数百万辆汽车、车载传感器、路侧单元等)对系统的 低延迟、高可靠性、可扩展性安全性 提出了极高要求。以下是针对车联网场景的技术选型建议,涵盖通信协议、架构设计、关键组件和云服务集成:


一、核心技术选型框架

1. 通信协议

协议 特点 适用场景 推荐工具/方案
MQTT 轻量级、QoS分级(尤其 QoS 2)、支持断线重连 车载数据上报、云端指令下发 EMQX、HiveMQ、AWS IoT Core
CoAP 基于 UDP、低功耗、RESTful 风格 车载低功耗传感器(如胎压监测) Californium、CoAPthon
C-V2X 车与车(V2V)、车与基础设施(V2I)通信标准 高优先级安全消息(如紧急刹车预警) 3GPP、芯片厂商(高通、华为)
5G NR 低延迟(<10ms)、高带宽 实时视频流传输、高精度定位 5G基站、车载通信模块
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