0309 軟件基本原理1

程序開發技術學習方法論

軟件研發行業，新技術的出現突飛猛進，如何高效的學習，保持技術先進性？
基於第一性原理：即 抓住事物的本質特徵，按照事物自己的規律去推導，演繹事物在各類場景下的變化規律，東西技術在業務場景中的表現。
物理學，幾何學，馬斯克等推崇第一性原理。
軟件研發學習方法：創建本身的技術思惟體系，東西技術背後的核心原理。當新技術出現的時候，依據已有的第一性原理，去推進和驗證新技術的使用。

程序運行和崩潰原理

代碼或者程序包是程序的靜態表現；
代碼或者程序包經過操做系統從磁盤加載到內存，通過cpu的執行，即成爲進程；


內存簡單分爲4塊區域：


1，代碼區


2，堆空間
是一塊無序連續的內存空間
3，棧空間
後進先出，每一個函數的執行產生一個線程棧；
線程棧包括入參，堆空間的入口地址，函數局部變量；
每一個線程棧之間是隔離的；
4，進程數據結構
通常是數組；

現代cpu如何作到運行多任務？
即基於cpu的分時共享技術，多個進程之間共享cpu的時間片；


進程的狀態： 運行，就緒，堵塞


可是進程切換的代價很是大，因此，在進程範圍內引入了線程；
線程的狀態跟進程相似；

JavaWeb程序運行和崩潰

java程序員大部分寫的都是javaWEB程序，運行架構以下圖所示；

程序崩潰的緣由是：高併發引發的線程堵塞；

併發修改數據的時候，操做系統引入了鎖；
鎖上面有一個等待的線程池，當鎖沒有及時釋放，容易引發線程等待和堵塞；

系統崩潰過程以下：

解決高併發問題的方法有3種：
1， 採用集羣方式分擔壓力；
2，限流；
3，降級

數據結構原理

數據結構是軟件研發的基礎，數據結構不熟練，寫不出高品質的程序。

順序表

即數組，具備連續的內存空間，相同的數據類型；


根據全部獲取值時間複雜度o(1)
根據值得到索引時間複雜度o(n)
插入和刪除元素須要必定後續的全部元素

鏈表

離散的內存空間


結構包含：data,next


按照值查詢 時間複雜度爲o(n)


插入和刪除元素代價比較小，不須要移動後繼的元素；

棧

特殊的順序表， 後進先出，能夠當作一個大桶；

隊列

特殊的順序表，先進先出，超市貨架的貨物擺放；

Hash

把key值轉換爲一個hashCode,  hashCode跟數組長度取餘獲得索引值；


數組元素裏放的是一個鏈表的指針，若是出現hash衝突，則遍歷該鏈表；


若是不出現hash衝突，hash表查找元素時間複雜度爲o(1)

樹

一個元素，只有一個前驅，多個後繼的數據結構爲樹；




通常使用遞歸的方法進行遍歷。


設計模式的組合模式跟數相似。

JVM原理

write once,run everywhere! 

這個的基礎是jvm. 
java代碼編譯爲字節碼，jvm轉換成各類系統的編碼。

jvm結構

jvm分紅3個部分

類加載器：程序裝載和運行機制
運行時數據區：內存管理機制 
執行引擎：程序計數器和執行引擎  線程管理機制

運行時數據區分紅4個部分；

線程共享

方法區
堆

線程獨有

棧
程序計數器

垃圾清除算法

標記清除算法。

先使用可達算法標記哪些對象不使用了。
而後回收：

分：清理，壓縮，複製

垃圾回收算法

小結

本節回顧了軟件的基本原理，首先介紹了學習方法論，第一性原理。
分3個部分：
1，程序運行和崩潰的原理；
2，數據結構的基本類型；
3，jvm的結構，垃圾回收算法，來及清除算法；

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