软件基本原理一

程序开发技术学习方法论

软件研发行业，新技术的出现日新月异，如何高效的学习，保持技术先进性？ 基于第一性原理：即 抓住事物的本质特征，按照事物本身的规律去推导，演绎事物在各种场景下的变化规律，东西技术在业务场景中的表现。 物理学，几何学，马斯克等推崇第一性原理。 软件研发学习方法：建立自己的技术思维体系，东西技术背后的核心原理。当新技术出现的时候，依据已有的第一性原理，去推动和验证新技术的使用。

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程序运行和崩溃原理

代码或者程序包是程序的静态表现； 代码或者程序包通过操作系统从磁盘加载到内存，经过cpu的执行，即成为进程； 内存简单分为4块区域： 1，代码区 2，堆空间 是一块无序连续的内存空间 3，栈空间 后进先出，每个函数的执行产生一个线程栈； 线程栈包括入参，堆空间的入口地址，函数局部变量； 每个线程栈之间是隔离的； 4，进程数据结构 一般是数组；

现代cpu如何做到运行多任务？ 即基于cpu的分时共享技术，多个进程之间共享cpu的时间片； 进程的状态：运行，就绪，堵塞 但是进程切换的代价非常大，所以，在进程范围内引入了线程； 线程的状态跟进程类似；

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JavaWeb程序运行和崩溃

java程序员大部分写的都是javaWEB程序，运行架构如下图所示；

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程序崩溃的原因是：高并发引起的线程堵塞；

并发修改数据的时候，操作系统引入了锁； 锁上面有一个等待的线程池，当锁没有及时释放，容易引起线程等待和堵塞；

系统崩溃过程如下：

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解决高并发问题的方法有3种： 1， 采用集群方式分担压力； 2，限流； 3，降级

数据结构原理

数据结构是软件研发的基础，数据结构不熟练，写不出高品质的程序。

顺序表

即数组，具有连续的内存空间，相同的数据类型； 根据所有获取值时间复杂度o(1) 根据值获得索引时间复杂度o(n) 插入和删除元素需要一定后续的所有元素

链表

离散的内存空间 结构包含：data,next 按照值查询 时间复杂度为o(n) 插入和删除元素代价比较小，不需要移动后继的元素；

栈

特殊的顺序表， 后进先出，可以看成一个大桶；

队列

特殊的顺序表，先进先出，超市货架的货物摆放；

Hash

把key值转换为一个hashCode, hashCode跟数组长度取余得到索引值； 数组元素里放的是一个链表的指针，如果出现hash冲突，则遍历该链表； 如果不出现hash冲突，hash表查找元素时间复杂度为o(1)

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树

一个元素，只有一个前驱，多个后继的数据结构为树； 一般使用递归的方法进行遍历。 设计模式的组合模式跟树类似。

JVM原理

write once,run everywhere!

这个的基础是jvm. java代码编译为字节码，jvm转换成各种系统的编码。

jvm结构

jvm分成3个部分

类加载器：程序装载和运行机制 运行时数据区：内存管理机制 执行引擎：程序计数器和执行引擎 线程管理机制

运行时数据区分成4个部分；

线程共享

方法区 堆

线程独有

栈 程序计数器

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垃圾清除算法

标记清除算法。

先使用可达算法标记哪些对象不使用了。 然后回收：

分：清理，压缩，复制

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垃圾回收算法

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小结

本节回顾了软件的基本原理，首先介绍了学习方法论，第一性原理。 分3个部分： 1，程序运行和崩溃的原理； 2，数据结构的基本类型； 3，jvm的结构，垃圾回收算法，垃圾清除算法；

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