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JVM架构全景图：五大核心组件详解

引言为什么要学习这个主题？在前两篇文章中，我们知道了Java程序如何运行，以及JVM的本质。但JVM内部到底是怎么工作的？想象一下：一个.class文件是如何被加载到JVM中的？对象和变量存储在哪里？字节码是如何被"翻译"成机器码的？理解JVM的架构，就像理解一台计算机的组成（CPU、内存、硬盘）一样重要。这是后续学习类加载、内存管理、GC调优的基础。你将学到什么？ ✅ JVM的整体架构图 ✅ 五大核心组件的职责 ✅ 各组件如何协作运行Java程序 ✅ JVM的完整执行流程一、JVM架构全景图 1.1 整体架构 ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Java应用程序 │ │ (.java → .class) │ └──────────────────────┬──────────────────────────────────────┘ │ 字节码 ↓ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ JVM（Java虚拟机） │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ 1️⃣ 类加载子系统 (Class Loader Subsystem) │ │ │ │ - 加载 (Loading) │ │ │ │ - 链接 (Linking): 验证、准备、解析 │ │ │ │ - 初始化 (Initialization) │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ ↓ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ 2️⃣ 运行时数据区 (Runtime Data Areas) │ │ │ │ │ │ │ │ 【线程共享】【线程私有】 │ │ │ │ - 堆 (Heap) - 程序计数器 (PC Register)│ │ │ │ - 方法区 (Method Area) - 虚拟机栈 (VM Stack) │ │ │ │ - 本地方法栈 (Native Stack)│ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ ↓ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ 3️⃣ 执行引擎 (Execution Engine) │ │ │ │ - 解释器 (Interpreter) │ │ │ │ - JIT编译器 (Just-In-Time Compiler) │ │ │ │ - 垃圾收集器 (Garbage Collector) │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ ↓ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ 4️⃣ 本地接口 (Native Interface - JNI) │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ ↓ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ 5️⃣ 本地方法库 (Native Method Libraries) │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘ ↓ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 操作系统 & 硬件 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘ 1.2 核心组件概览组件作用类比类加载子系统加载、链接、初始化类快递员（把包裹送到仓库）运行时数据区存储数据（对象、变量、代码）内存/仓库执行引擎执行字节码 CPU（执行指令）本地接口调用操作系统API 操作系统接口垃圾收集器自动回收无用对象清洁工（清理垃圾）二、类加载子系统（Class Loader Subsystem） 2.1 职责负责将.class文件加载到JVM内存中，并准备好供使用。 ...

Java技术生态全景图：从JVM到微服务的完整技术栈深度解析

引子：一个请求背后的Java技术栈全貌 2025年某天上午10点，用户小王在电商平台下了一个订单，点击"提交订单"的那一刻，背后的Java技术栈开始运转： 0.01秒内发生的事情： Nginx 接收HTTP请求 → 转发到 Spring Cloud Gateway 网关 Gateway 鉴权（JWT） → Nacos 服务发现 → 路由到订单服务订单服务（Spring Boot）： Caffeine 本地缓存检查库存 MyBatis 查询 MySQL 订单信息 Redis 分布式锁防止超卖 RabbitMQ 发送消息到库存服务库存服务消费消息 → 扣减库存 → Elasticsearch 更新商品索引支付服务调用第三方支付接口 → Sentinel 限流熔断全链路日志通过 SkyWalking 追踪 → 存储到 ClickHouse 这背后，涉及50+核心技术组件，组成了现代Java应用的完整生态。今天我们就来系统化梳理这张技术全景图。一、Java技术栈分层架构 1.1 完整分层视图 ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 业务应用层（Business Layer） │ │ 电商平台、金融系统、物流平台、内容管理系统... │ └────────────────────┬────────────────────────────────────┘ │ ┌────────────────────┴────────────────────────────────────┐ │ 微服务治理层（Microservice Governance） │ │ 服务注册、配置中心、API网关、链路追踪、限流熔断... │ │ Spring Cloud、Dubbo、Nacos、Sentinel、SkyWalking │ └────────────────────┬────────────────────────────────────┘ │ ┌────────────────────┴────────────────────────────────────┐ │ 应用框架层（Application Framework） │ │ Spring Boot、Spring MVC、Spring Data、Spring Security │ │ MyBatis、Netty、Quartz、Shiro... │ └────────────────────┬────────────────────────────────────┘ │ ┌────────────────────┴────────────────────────────────────┐ │ 中间件与存储层（Middleware & Storage） │ │ MySQL、Redis、MongoDB、Elasticsearch、RabbitMQ、Kafka │ └────────────────────┬────────────────────────────────────┘ │ ┌────────────────────┴────────────────────────────────────┐ │ Java核心层（Core Java） │ │ JVM、并发包(JUC)、集合框架、IO/NIO、网络编程、反射... │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ 二、Java核心层：基石技术 2.1 JVM：Java虚拟机 JVM是Java生态的基石，理解JVM是从初级到高级的分水岭。 ...

MySQL架构总览：从连接到执行的完整流程

MySQL架构总览 MySQL采用分层架构，从上到下分为4层： ┌────────────────────────────────────────┐ │ 第1层：连接层（Connection Layer） │ │ - 连接器：管理客户端连接 │ │ - 线程池：处理并发连接 │ ├────────────────────────────────────────┤ │ 第2层：SQL层（SQL Layer / Server层） │ │ - 查询缓存（已废弃） │ │ - 分析器：词法分析 + 语法分析 │ │ - 优化器：生成执行计划 │ │ - 执行器：调用存储引擎接口 │ ├────────────────────────────────────────┤ │ 第3层：存储引擎层（Storage Engine） │ │ - InnoDB（默认） │ │ - MyISAM、Memory等 │ ├────────────────────────────────────────┤ │ 第4层：文件系统层（File System） │ │ - 数据文件、日志文件、配置文件 │ └────────────────────────────────────────┘ 1. 连接器（Connector）作用管理客户端连接，进行身份验证和权限验证。连接过程 -- 客户端连接命令 mysql -h127.0.0.1 -P3306 -uroot -p -- 连接流程 1. TCP握手建立连接 2. 验证用户名密码（authentication_string） 3. 获取用户权限列表（grant tables） 4. 返回连接ID（connection_id）查看连接信息 -- 查看当前连接 SHOW PROCESSLIST; -- 输出示例 +----+------+-----------+------+---------+------+----------+------------------+ | Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info | +----+------+-----------+------+---------+------+----------+------------------+ | 1 | root | localhost | test | Query | 0 | starting | SHOW PROCESSLIST | | 2 | root | localhost | NULL | Sleep | 600 | NULL | NULL | +----+------+-----------+------+---------+------+----------+------------------+ 连接状态状态含义典型场景 Sleep 空闲，等待客户端发送请求连接池中的空闲连接 Query 正在执行SQL 查询、更新、删除等 Locked 等待锁释放表锁、行锁冲突 Sorting 正在排序 ORDER BY、GROUP BY Sending 发送数据给客户端大结果集传输长连接与短连接长连接：连接保持，减少连接开销 ...