Java高级编程深度解析：JVM底层原理、设计模式与Java 8+新特性实战

Java语言高级（面向高级开发者）

1. JVM内存管理

1.1 内存区域

区域	作用	特点
堆（Heap）	对象实例存储	由-Xms和-Xmx控制
方法区（Metaspace）	类元数据存储	存储类信息、常量等
栈（Stack）	方法执行上下文	存储局部变量和操作符
本地方法栈	JNI调用相关
程序计数器	指令指针	线程私有

1.2 垃圾回收（GC）

• 分代收集：将内存分为Young、Old和Metaspace
• 算法：标记-清除、标记-整理、复制算法
• 工具：jstat、jmap、VisualVM

---

2. 并发编程进阶

2.1 线程池

// 创建线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);// 提交任务
executor.submit(() -> {System.out.println("任务执行中");
});// 关闭线程池
executor.shutdown();

2.2 CAS与原子类

// 使用AtomicInteger
AtomicInteger atomic = new AtomicInteger(0);
atomic.incrementAndGet(); // 原子操作

---

3. 设计模式

3.1 创建型模式

• 单例模式：

  public class Singleton {private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null)instance = new Singleton();}}return instance;}
  }
  

3.2 结构型模式

• 代理模式：

  interface Subject {void request();
  }class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("真实请求");}
  }class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;@Overridepublic void request() {if (realSubject == null) {realSubject = new RealSubject();}realSubject.request();}
  }
  

---

4. 注解与序列化

4.1 自定义注解

// 定义注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {String value() default "";
}// 使用注解
@MyAnnotation("测试")
class MyClass {// ...
}

4.2 序列化

// 实现Serializable接口
public class Person implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;private String name;// ...
}// 序列化操作
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.obj"));
oos.writeObject(new Person("张三"));
oos.close();

---

5. Java 8+新特性

5.1 Lambda表达式

// 传统写法
Comparator<String> comp = new Comparator<String>() {@Overridepublic int compare(String s1, String s2) {return s1.length() - s2.length();}
};// Lambda简化
Comparator<String> comp = (s1, s2) -> s1.length() - s2.length();

5.2 Stream API

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
list.stream().filter(s -> s.length() > 1).map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);

---

6. 总结

本篇聚焦Java的高级特性，包括JVM底层原理、并发优化、设计模式和新特性。掌握这些内容后，可以深入参与复杂系统的设计与调优。