Java工程師成神之路 | 2020正式版

主要版本	更新時間	備註
v3.0	2020-03-31	知識體系完善，在v2.0的基礎上，新增20%左右的知識點 調整部分知識的順序及結構，方便閱讀和理解 經過GitHub Page搭建，便於閱讀
v2.0	2019-02-19	結構調整，更適合從入門到精通； 進一步完善知識體系； 新技術補充；
v1.1	2018-03-12	增長新技術知識、完善知識體系
v1.0	2015-08-01	首次發佈

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基礎篇

面向對象

什麼是面向對象

面向對象與面向過程

面向對象的三大基本特徵

面向對象的五大基本原則

封裝、繼承、多態

什麼是多態

方法重寫與重載

Java的繼承與實現

Java的繼承與組合

構造函數與默認構造函數

類變量、成員變量和局部變量

成員變量和方法做用域

平臺無關性

Java如何實現的平臺無關性的

JVM還支持哪些語言

值傳遞

值傳遞、引用傳遞

爲何說Java中只有值傳遞

Java基礎知識

基本數據類型

8種基本數據類型

整型中byte、short、int、long的取值範圍

什麼是浮點型？

什麼是單精度和雙精度？

爲何不能用浮點型表示金額？

自動拆裝箱

自動拆裝箱

Integer的緩存機制

如何正肯定義接口的返回值(boolean/Boolean)類型及命名(success/Success)

String

字符串的不可變性

String的長度限制

JDK 6和JDK 7中substring的原理及區別

replaceFirst、replaceAll、replace區別

String、StringBuilder和StingBuffer之間的區別與聯繫

String對「+」的重載

字符串拼接的幾種方式和區別

String.valueOf和Integer.toString的區別

switch對String的支持

字符串池

常量池（運行時常量池、Class常量池）

intern

Java中各類關鍵字

transient

instanceof

volatile

synchronized

final

static

const

集合類

Collection和Collections的區別

經常使用集合類的使用

Set和List區別

ArrayList和LinkedList和Vector的區別

SynchronizedList和Vector的區別

Set如何保證元素不重複

HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap區別

Java 8中Map相關的紅黑樹的引用背景、原理等

HashMap的容量、擴容、hash等原理

Java 8中stream相關用法

Apache集合處理工具類的使用

不一樣版本的JDK中HashMap的實現的區別以及緣由

Arrays.asList得到的List使用時須要注意什麼

Collection如何迭代

Enumeration和Iterator區別

如何在遍歷的同時刪除ArrayList中的元素

fail-fast 和 fail-safe

CopyOnWriteArrayList

ConcurrentSkipListMap

枚舉

枚舉的用法

枚舉的實現

枚舉與單例

Enum類

Java枚舉如何比較

switch對枚舉的支持

枚舉的序列化如何實現

枚舉的線程安全性問題

IO

字符流、字節流

輸入流、輸出流

字節流和字符流之間的相互轉換

同步、異步

阻塞、非阻塞

Linux 5種IO模型

BIO、NIO和AIO的區別

三種IO的用法與原理

netty

反射

什麼是反射

反射有什麼做用

Class類

java.lang.reflect.*

動態代理

靜態代理

動態代理

動態代理和反射的關係

動態代理的幾種實現方式

AOP

序列化

什麼是序列化與反序列化

Java如何實現序列化與反序列化

Serializable 和 Externalizable 有何不一樣

爲何須要序列化

serialVersionUID

爲何serialVersionUID不能隨便改

transient

序列化底層原理

序列化如何破壞單例模式

protobuf

爲何說序列化並不安全

註解

元註解

自定義註解

Java中經常使用註解使用

註解與反射的結合

如何自定義一個註解？

Spring經常使用註解

泛型

什麼是泛型

類型擦除

泛型帶來的問題

泛型中K T V E ？ object等的含義

泛型各類用法

限定通配符和非限定通配符

上下界限定符extends 和 super

List和原始類型List之間的區別?

List<?>和List之間的區別是什麼?

單元測試

junit

junit和Spring的結合

mock

mockito

內存數據庫（h2）

正則表達式

java.lang.util.regex.*

經常使用的Java工具庫

apache-commons

google-guava

netty

API&SPI

API

API和SPI的關係和區別

如何定義SPI

SPI的實現原理

異常

Error和Exception

異常類型

異常相關關鍵字

正確處理異常

自定義異常

異常鏈

try-with-resources

finally和return的執行順序

時間處理

時區

冬令時和夏令時

時間戳

Java中時間API(Java 8)

格林威治時間

CET、UTC、GMT、CST幾種常見時間的含義和關係

SimpleDateFormat的線程安全性問題

Java 8中的時間處理

如何在東八區的計算機上獲取美國時間

yyyy和YYYY有什麼區別？

編碼方式

什麼是ASCII？

Unicode

有了Unicode爲啥還須要UTF-8

UTF八、UTF1六、UTF32區別

有了UTF8爲何還須要GBK？

GBK、GB23十二、GB18030之間的區別

URL編解碼

Big Endian和Little Endian

如何解決亂碼問題

語法糖

Java中語法糖原理、解語法糖

常見語法糖原理：switch 支持 String 與枚舉、泛型、自動裝箱與拆箱、方法變長參數、枚舉、內部類、條件編譯、 斷言、數值字面量、for-each、try-with-resource、Lambda表達式、本地變量類型推斷、record

JMS

什麼是Java消息服務

JMS消息傳送模型

JMX

java.lang.management.*

javax.management.*

Java 8

lambda表達式

Stream API

時間API

閱讀源代碼

String

Integer

Long

Enum

BigDecimal

ThreadLocal

ClassLoader & URLClassLoader

ArrayList & LinkedList

HashMap & LinkedHashMap & TreeMap & CouncurrentHashMap

HashSet & LinkedHashSet & TreeSet

Java併發編程

併發與並行

什麼是併發

什麼是並行

併發與並行的區別

線程

線程與進程的區別

線程的實現

線程的狀態

線程優先級

線程調度

多線程如何Debug

守護線程

建立線程的多種方式

繼承Thread類建立線程

實現Runnable接口建立線程

經過Callable和FutureTask建立線程

經過線程池建立線程

線程池

本身設計線程池

submit() 和 execute()

線程池原理

爲何不容許使用Executors建立線程池

線程安全

什麼是線程安全

多級緩存和一致性問題

CPU時間片和原子性問題

指令重排和有序性問題

線程安全和內存模型的關係

happens-before

as-if-serial

鎖

可重入鎖

阻塞鎖

樂觀鎖與悲觀鎖

數據庫相關鎖機制

分佈式鎖

無鎖

CAS

CAS的ABA問題

鎖優化

偏向鎖

輕量級鎖

重量級鎖

鎖消除

鎖粗化

自旋鎖

死鎖

什麼是死鎖

死鎖的緣由

如何避免死鎖

寫一個死鎖的程序

死鎖問題如何排查

synchronized

synchronized是如何實現的？

synchronized和lock之間關係

不使用synchronized如何實現一個線程安全的單例

synchronized和原子性

synchronized和可見性

synchronized和有序性

volatile

編譯器指令重排和CPU指令重排

volatile的實現原理

內存屏障

volatile和原子性

volatile和可見性

volatile和有序性

有了symchronized爲何還須要volatile

線程相關方法

start & run

sleep & wait

notify & notifyAll

ThreadLocal

ThreadLocal 原理

ThreadLocal 底層的數據結構

寫代碼解決生產者消費者問題

併發包

同步容器與併發容器

Thread

Runnable

Callable

ReentrantLock

ReentrantReadWriteLock

Atomic*

Semaphore

CountDownLatch

ConcurrentHashMap

Executors

底層篇

JVM

JVM內存結構

運行時數據區域

運行時數據區哪些是線程獨享

堆和棧區別

方法區在不一樣版本JDK中的位置

堆外內存

TLAB

Java中的對象必定在堆上分配嗎？

垃圾回收

GC算法：標記清除、引用計數、複製、標記壓縮、分代回收、增量式回收

GC參數

對象存活的斷定

垃圾收集器（CMS、G一、ZGC、Epsilon）

JVM參數及調優

-Xmx

-Xmn

-Xms

Xss

-XX:SurvivorRatio

-XX:PermSize

-XX:MaxPermSize

-XX:MaxTenuringThreshold

Java對象模型

oop-klass

對象頭

HotSpot

即時編譯器

編譯優化

Java內存模型

計算機內存模型

緩存一致性

MESI協議

可見性

原子性

順序性

happens-before

as-if-serial

內存屏障

synchronized

volatile

final

鎖

虛擬機性能監控與故障處理工具

jps

jstack

jmap

jstat

jconsole

jinfo

jhat

javap

btrace

TProfiler

Arthas

類加載機制

classLoader

類加載過程是線程安全的嗎？

類加載過程

雙親委派（破壞雙親委派）

模塊化（jboss modules、osgi、jigsaw）

打包工具

jar、jlink、jpackage

編譯與反編譯

什麼是編譯

什麼是反編譯

編譯工具：javac

反編譯工具：javap 、jad 、CRF

JIT

JIT優化（逃逸分析、棧上分配、標量替換、鎖優化）

進階篇

Java底層知識

字節碼

class文件格式

CAFEBABE

位運算

用位運算實現加、減、乘、除、取餘

設計模式

設計模式的六大原則

開閉原則

里氏代換原則

依賴倒轉原則

接口隔離原則

迪米特法則（最少知道原則）

合成複用原則

建立型設計模式

單例模式

抽象工廠模式

建造者模式

工廠模式

原型模式

結構型設計模式

適配器模式

橋接模式

裝飾模式

組合模式

外觀模式

享元模式

代理模式

行爲型設計模式

模版方法模式

命令模式

迭代器模式

觀察者模式

中介者模式

備忘錄模式

解釋器模式

狀態模式

策略模式

責任鏈模式

訪問者模式

單例的七種寫法

懶漢——線程不安全

懶漢——線程安全

餓漢

餓漢——變種

靜態內部類

枚舉

雙重校驗鎖

爲何推薦使用枚舉實現單例？

三種工廠模式的區別及聯繫

簡單工廠、工廠方法、模板工廠

會使用經常使用設計模式

適配器模式

策略模式

模板方法模式

觀察者模式

外觀模式

代理模式

不用synchronized和lock，實現線程安全的單例模式

nio和reactor設計模式

Spring中用到了哪些設計模式

網絡編程知識

經常使用協議

tcp、udp、http、https

用Java實現FTP、SMTP協議

OSI七層模型

每一層的主要協議

TCP/UDP

三次握手與四次關閉

流量控制和擁塞控制

tcp粘包與拆包

TCP/IP

IPV4

IPV6

HTTP

http/1.0 http/1.1 http/2之間的區別

http和https的區別

http中 get和post區別

常見的web請求返回的狀態碼

40四、30二、30一、500分別表明什麼

用Java寫一個簡單的靜態文件的HTTP服務器

http/2

Java RMI，Socket，HttpClient

cookie 與 session

cookie被禁用，如何實現session

瞭解nginx和apache服務器的特性並搭建一個對應的服務器

進程間通信的方式

什麼是CDN？若是實現？

DNS

什麼是DNS

記錄類型:A記錄、CNAME記錄、AAAA記錄等

域名解析

根域名服務器

DNS污染

DNS劫持

公共DNS：114 DNS、Google DNS、OpenDNS

代理

反向代理

正向代理

反向代理服務器

框架知識

Servlet

生命週期

線程安全問題

filter和listener

web.xml中經常使用配置及做用

Hibernate

什麼是OR Mapping

Hibernate的緩存機制

Hibernate的懶加載

Hibernate/Ibatis/MyBatis之間的區別

MyBatis

Mybatis緩存機制

#{}和${}的區別

mapper中傳遞多個參數

Mybatis動態sql

Mybatis的延遲加載

Spring

Bean的初始化

AOP原理

實現Spring的IOC

spring四種依賴注入方式

Spring MVC

什麼是MVC

Spring mvc與Struts mvc的區別

Spring Boot

Spring Boot 2.0

起步依賴

自動配置

Spring Boot的starter原理

本身實現一個starter

爲何Spring Boot能夠經過main啓動web項目

Spring Security

Spring Cloud

服務發現與註冊：Eureka、Zookeeper、Consul

負載均衡：Feign、Spring Cloud Loadbalance

服務配置：Spring Cloud Config

服務限流與熔斷：Hystrix

服務鏈路追蹤：Dapper

服務網關、安全、消息

應用服務器知識

JBoss

tomcat

jetty

Weblogic

工具

git & svn

maven & gradle

git技巧

分支合併

衝突解決

提交回滾

maven技巧

依賴樹

依賴仲裁

Intellij IDEA

經常使用插件：Maven Helper、FindBugs-IDEA、阿里巴巴代碼規約檢測、GsonFormat、Lombok plugin、.ignore、Mybatis plugin

高級篇

新技術

Java 9

Jigsaw

Jshell

Reactive Streams

Java 10

局部變量類型推斷

G1的並行Full GC

ThreadLocal握手機制

Java 11

ZGC

Epsilon

加強var

Java 12

Switch 表達式

Java 13

Text Blocks

Dynamic CDS Archives

Java 14

Java打包工具

更有價值的NullPointerException

record類型

Spring 5

響應式編程

Spring Boot 2.0

http/2

http/3

性能優化

使用單例

使用Future模式

使用線程池

選擇就緒

減小上下文切換

減小鎖粒度

數據壓縮

結果緩存

Stream並行流

GC調優

JVM內存分配調優

SQL調優

線上問題分析

dump

線程Dump

內存Dump

gc狀況

dump獲取及分析工具

jstack

jstat

jmap

jhat

Arthas

dump分析死鎖

dump分析內存泄露

本身編寫各類outofmemory，stackoverflow程序

HeapOutOfMemory

Young OutOfMemory

MethodArea OutOfMemory

ConstantPool OutOfMemory

DirectMemory OutOfMemory

Stack OutOfMemory Stack OverFlow

Arthas

jvm相關

class/classloader相關

monitor/watch/trace相關

options

管道

後臺異步任務

常見問題解決思路

內存溢出

線程死鎖

類加載衝突

load飆高

CPU利用率飆高

慢SQL

使用工具嘗試解決如下問題，並寫下總結

當一個Java程序響應很慢時如何查找問題

當一個Java程序頻繁FullGC時如何解決問題

如何查看垃圾回收日誌

當一個Java應用發生OutOfMemory時該如何解決

如何判斷是否出現死鎖

如何判斷是否存在內存泄露

使用Arthas快速排查Spring Boot應用404/401問題

使用Arthas排查線上應用日誌打滿問題

利用Arthas排查Spring Boot應用NoSuchMethodError

編譯原理知識

編譯與反編譯

Java代碼的編譯與反編譯

Java的反編譯工具

javap

jad

CRF

即時編譯器

編譯器優化

操做系統知識

Linux的經常使用命令

find、grep、ps、cp、move、tar、head、tail、netstat、lsof、tree、wget、curl、ping、ssh、echo、free、top

進程間通訊

服務器性能指標

load

CPU利用率

內存使用狀況

qps

rt

進程同步

生產者消費者問題

哲學家就餐問題

讀者寫者問題

緩衝區溢出

分段和分頁

虛擬內存與主存

虛擬內存管理

換頁算法

數據庫知識

MySql 執行引擎

MySQL 執行計劃

如何查看執行計劃

如何根據執行計劃進行SQL優化

索引

Hash索引&B樹索引

普通索引&惟一索引

彙集索引&非彙集索引

覆蓋索引

最左前綴原則

索引下推

索引失效

回表

SQL優化

數據庫事務和隔離級別

事務的ACID

事務的隔離級別與讀現象

事務能不能實現鎖的功能

編碼方式

utf8

utf8mb4

爲何不要在數據庫中使用utf8編碼

行數統計

count(1)、count(*)、count(字段)的區別

爲何建議使用count(*)

數據庫鎖

共享鎖、排它鎖

行鎖、表鎖

樂觀鎖、悲觀鎖

使用數據庫鎖實現樂觀鎖

Gap Lock、Next-Key Lock

鏈接

內鏈接

左鏈接

右鏈接

數據庫主備搭建

log

binlog

redolog

內存數據庫

h2

分庫分表

讀寫分離

經常使用的nosql數據庫

redis

memcached

分別使用數據庫鎖、NoSql實現分佈式鎖

性能調優

數據庫鏈接池

數據結構與算法知識

簡單的數據結構

棧

隊列

鏈表

數組

哈希表

棧和隊列的相同和不一樣之處

棧一般採用的兩種存儲結構

兩個棧實現隊列，和兩個隊列實現棧

樹

二叉樹

字典樹

平衡樹

排序樹

B樹

B+樹

R樹

多路樹

紅黑樹

堆

大根堆

小根堆

圖

有向圖

無向圖

拓撲

穩定的排序算法

冒泡排序

插入排序

雞尾酒排序

桶排序

計數排序

歸併排序

原地歸併排序

二叉排序樹排序

鴿巢排序

基數排序

侏儒排序

圖書館排序

塊排序

不穩定的排序算法

選擇排序

希爾排序

Clover排序算法

梳排序

堆排序

平滑排序

快速排序

內省排序

耐心排序

時間複雜度&空間複雜度

如何計算時間複雜度和空間複雜度

經常使用排序算法的時間複雜度

深度優先和廣度優先搜索

全排列

貪心算法

KMP算法

hash算法

海量數據處理

分治

hash映射

堆排序

雙層桶劃分

Bloom Filter

bitmap

數據庫索引

mapreduce等

大數據知識

搜索

Solr

Lucene

ElasticSearch

流式計算

Storm

Spark

Flink

Hadoop，離線計算

HDFS

MapReduce

分佈式日誌收集

flume

kafka

logstash

數據挖掘

mahout

網絡安全知識

XSS

XSS的防護

CSRF

注入攻擊

SQL注入

XML注入

CRLF注入

文件上傳漏洞

加密與解密

對稱加密

非對稱加密

哈希算法

加鹽哈希算法

加密算法

MD5

SHA1

DES

AES

RSA

DSA

彩虹表

DDOS攻擊

DOS攻擊

DDOS攻擊

memcached爲何能夠致使DDos攻擊

什麼是反射型DDoS

如何經過Hash碰撞進行DOS攻擊

SSL、TLS，HTTPS

脫庫、洗庫、撞庫

架構篇

架構設計原則

單一職責原則

開放封閉原則

里氏替代原則

依賴倒置原則

接口分離原則

分佈式

分佈式與集羣

數據一致性

服務治理

服務降級

分佈式理論

2PC

3PC

CAP

BASE

分佈式協調 Zookeeper

基本概念

常見用法

ZAB算法

腦裂

分佈式事務

本地事務&分佈式事務

可靠消息最終一致性

最大努力通知

TCC

Dubbo

服務註冊

服務發現

服務治理

分佈式數據庫

怎樣打造一個分佈式數據庫

何時須要分佈式數據庫

mycat

otter

HBase

分佈式文件系統

mfs

fastdfs

分佈式緩存

緩存一致性

緩存命中率

緩存冗餘

限流降級

熔斷器模式

Hystrix

Sentinal

resilience4j

分佈式算法

拜占庭問題與算法

2PC

3PC

共識算法

Paxos 算法與 Raft 算法

ZAB算法

領域驅動設計

實體、值對象

聚合、聚合根

限界上下文

DDD如何分層

充血模型和貧血模型

DDD和微服務有什麼關係

微服務

SOA

康威定律

ServiceMesh

sidecar

Docker & Kubernets

Spring Boot

Spring Cloud

高併發

分庫分表

橫向拆分與水平拆分

分庫分表後的分佈式事務問題

CDN技術

消息隊列

RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka

各個消息隊列的對比

高可用

雙機架構

主備複製

主從複製

主主複製

異地多活

高性能

高性能數據庫

讀寫分離

分庫分表

高性能緩存

緩存穿透

緩存雪崩

緩存熱點

負載均衡

PPC、TPC

監控

監控什麼

CPU

內存

磁盤I/O

網絡I/O等

監控手段

進程監控

語義監控

機器資源監控

數據波動

監控數據採集

日誌

埋點

Dapper

負載均衡

負載均衡分類

二層負載均衡

三層負載均衡

四層負載均衡

七層負載均衡

負載均衡工具

LVS

Nginx

HAProxy

負載均衡算法

靜態負載均衡算法：輪詢，比率，優先權

動態負載均衡算法: 最少鏈接數,最快響應速度，觀察方法，預測法，動態性能分配，動態服務器補充，服務質量，服務類型，規則模式。

DNS

DNS原理

DNS的設計

CDN

數據一致性

擴展篇

雲計算

IaaS

SaaS

PaaS

虛擬化技術

openstack

Serverlsess

搜索引擎

Solr

Lucene

Nutch

Elasticsearch

權限管理

Shiro

區塊鏈

哈希算法

Merkle樹

公鑰密碼算法

共識算法

Raft協議

Paxos 算法與 Raft 算法

拜占庭問題與算法

消息認證碼與數字簽名

比特幣

挖礦

共識機制

閃電網絡

側鏈

熱點問題

分叉

以太坊

超級帳本

人工智能

數學基礎

機器學習

人工神經網絡

深度學習

應用場景

經常使用框架

TensorFlow

DeepLearning4J

IoT

量子計算

AR & VR

其餘語言

Groovy

Kotlin

Python

Go

NodeJs

Swift

Rust