案例：ThreadLocal使用不当，导致内存泄漏，进而触发OOM

1.场景分析

故障问题排查说明

​ 针对CPU飙升问题，可按照相关步骤进行排查，如果确认是由于线程大量GC导致的CPU飙升问题，则可进一步进入GC问题排查

步骤	指令	说明
1	top	查看占用cpu高的进程信息
2	jstat -gcutil pid	查看gc状况
3	jmap -dump:format=b,file=name.dump pid	导出dump文件
4	visualVM、MAT工具分析	用visualVM分析dump文件

学习核心

• 内存泄漏问题排查
  • GC引起CPU飙升问题排查（5个步骤一步步定位）
  • 现场保留（瞬时信息和历史信息的记录保留，后续进行跟踪分析）
    • 常用工具：jinfo、jstat、jstack、jhsdb（jmap）等工具，尤其是jmap（分析处理内存泄漏的利器）
  • 一个卡顿实例分析（结合卡顿实例，掌握分析思路和实践过程）
    • 高并发业务场景中启用swap造成的服务卡顿
  • 内存泄漏 VS 内存溢出
    • 区分内存泄漏（原因）和内存溢出（结果）概念
    • 内存泄漏现象
    • 内存泄漏案例（HashMap使用不当、文件操作资源未及时释放、JavaAPI使用不当、ThrealLocal使用误区）

学习核心

• 掌握高频问题：

  • ① 双线程 轮流打印 1-100
  • ② 单例模式
  • ③ 生产者-消费者模式

• 额外扩展（关注LeetCode代码题目）

• 常见题型分类

  • ① 多线程轮流打印数字、多线程分奇偶打印

    • 思路1**（锁+条件变量）**：synchronized(对象锁、wait/notifyAll) + counter（全局计数器）+ mark（全局打印标识，标记目前轮到哪个线程的打印轮次）
    • 思路2**（基于信号量实现互斥锁）**：基于counter（全局计数器） + Semaphore信号量实现互斥锁（一共仅有1个许可证，需要通过"传递"的方式处理保持互斥）
      • 每个线程有自己独立的Semaphore对象（例如线程A向s1申请许可证，如果申请成功（s1许可证-1）则处理+1，然后传递给下一个（s2执行release操作，s2中许可证+1），依次类推，确保许可证始终只有1个可用）
    • 思路3**（借助LockSupport完成线程的阻塞和唤醒）**：LockSupport 是一个线程操作工具类（park阻塞当前线程，unpack唤醒指定线程）
      • 对于线程A：A先执行，唤醒B，随后阻塞A等待其他线程的唤醒
      • 对于线程B：阻塞B（等待A的唤醒），执行操作，唤醒A
    • 思路4（基于AtomicInteger和自旋锁（while循环））
    • 思路5（BlockingQueue）：定义两个BlockingQueue，一个队列取出任务执行后，将下一个任务加入另一个队列，交替执行
    • 思路6（ReentrantLock + Condition）

  • ② 多线程交替打印字母、数字

    • 核心思路：分别定义两个计数器（字母计数器、数字计数器）和打印标识（mark用于控制哪个线程可执行操作），然后参考上述思路实现交替打印操作
      • 需要理解每个计数器需要打印到什么位置（监听范围、监听打印标识）
    • 数字和字母转化：将数字转化为字母可以用Character.toChars('a' + 0)标识将数字0变成a，基于此可以通过计数器形式完成字母递增，只需要在打印的时候转化一下即可（还有一种方式是定义数组存储字母集，然后通过下标数字索引来与字母对照）
    • 常见题型：
      • a1b2c3d4....z26（字母数字交替打印）
      • a1b2c3d4a1b2c3d4.....(abcd、1234交替打印，打印10个轮次)
      • AbCdEf....（字母大小写交替打印）

  • ③ **如何控制多线程场景下任务的顺序执行？**例如要实现t1->t2->t3的线程任务的执行顺序

    • 思路1：纯join方式，每个线程严格遵循start、join的执行组合，当前面的任务执行完成才开启下一个组合
    • 思路2：join + CountDownLatch
      • join：此处join用于确保所有子线程都执行完成，用于阻塞主线程（只有当所有任务执行完成，主线程才继续往下）
      • CountDownLatch：CountDownLatch用于同步控制，定义两个计数器（初始化为1）分别用于控制t1->t2、t2->t3的同步
        • 当cdl减少为0才能执行，否则会阻塞当前线程，因此其同步控制分析如下
          • 当任务t1执行完成，cdl_1减1（执行countDown）
          • 在任务t2执行前调用cdl_1.await()方法（只有当计数器减为0才继续执行），即当上述任务t1完成后t2就可以执行了。当t2执行完成，cdl_2减1
          • 同理，在任务t3执行前调用cdl_2.await()方法，即只有t2执行完成后cdl_2计数器减为0后t3才可以继续执行

  • ④ 模拟窗口卖票（开设4个窗口进行售票，如何确保正常售票？）

    • 分析：每个线程是1个购票窗口，模拟购票操作
    • 思路1：synchronized：对共享资源进行加锁
      • 特点：简单易用，适用于简单的线程同步场景
    • 思路2：AtomicInteger：用AtomicInteger保证余票的线程安全
      • 特点：无锁实现，性能较高
    • 思路3：ReentrantLock 可重入锁（lock、unlock）
      • 特点：更为灵活，支持公平锁和非公平锁
    • 思路4：Semaphore信号量
      • 特点：适合控制并发访问的场景

学习核心

• JVM调优

  • GC调优

    • GC调优思路（结合G1分析）
    • G1机制分析（版本升级分析）
    • 优化思路参考

  • 内存分配调优

学习资料

• JVM常见优化参数
• JVM内存分配

学习核心

• 类文件结构（了解）

学习资料

• 扩展学习：
  • Java字节码技术
  • 从栈帧看字节码是如何在JVM中进行流转的

学习核心

• 类的生命周期
  • 掌握类的生命周期核心（每个节点的作用）
  • 结合案例理解类的生命周期构建流程
  • 自定义类加载器（自定义类加载器实现、场景应用、常见自定义加载器（一些破坏双亲委派的场景））
• 类加载器和类加载机制
  • 类加载器（分类）
  • 双亲委派机制
  • JDK9之后类的加载委派关系
• JVM优化-降低类加载开销
• 类加载机制之开发常见实用技巧

学习核心

• JVM内存区域

  • JVM 核心概念
  • 内存结构图示和各个部件的作用
    • 宏观划分：线程栈、堆内存，以及各自的分类和实现
    • 不同JVM实现（不同厂商或者同一厂商的不同版本的变化）
  • JMM核心：规范线程之间的交互操作
  • 扩展概念：重排序、内存屏障

• 结合内存区域的划分，分析OOM的可能性分别对应哪个内存区域的异常状况

学习核心

• 对象已死
  • JAVA中的引用
  • 可达性分析算法
• 垃圾收集算法
  • 垃圾回收算法
    • 标记-清除算法
    • 标记-整理算法
    • 复制
    • 分代收集
• 垃圾收集器
  • Serial收集器
  • ParNew收集器
  • Parallel Scavenge收集器
  • Serial Old收集器
  • Parallel Old收集器
  • CMS收集器
  • G1收集器
• 内存分配和回收策略

学习核心

• JAVA线程池
  • 线程池原理、为什么引入线程池
  • 线程池的核心参数
• Executor框架
  • 两级调度模型
  • 框架结构：核心API
  • 框架成员
• ThreadPoolExecutor详解
• 性能优化
  • 为什么建议用ThreadPoolExecutor自定义线程池而不使用默认提供的方法
  • 如何合理分配线程池大小
  • 线程池如何实现动态修改
  • 使用无界队列的线程池会导致什么问题？