Java工程師成神之路~（2018修訂版）

轉載自http://www.hollischuang.com/archives/489

1、基礎篇

JVM
JVM內存結構
堆、棧、方法區、直接內存、堆和棧區別

Java內存模型
內存可見性、重排序、順序一致性、volatile、鎖、final

垃圾回收
內存分配策略、垃圾收集器（G1）、GC算法、GC參數、對象存活的斷定

JVM參數及調優
Java對象模型
oop-klass、對象頭

HotSpot
即時編譯器、編譯優化

類加載機制
classLoader、類加載過程、雙親委派（破壞雙親委派）、模塊化（jboss modules、osgi、jigsaw）

虛擬機性能監控與故障處理工具
jps, jstack, jmap、jstat, jconsole, jinfo, jhat, javap, btrace、TProfiler

編譯與反編譯
javac 、javap 、jad 、CRF

Java基礎知識
閱讀源代碼
String、Integer、Long、Enum、BigDecimal、ThreadLocal、ClassLoader & URLClassLoader、ArrayList & LinkedList、 HashMap & LinkedHashMap & TreeMap & CouncurrentHashMap、HashSet & LinkedHashSet & TreeSet

Java中各類變量類型
熟悉Java String的使用，熟悉String的各類函數
JDK 6和JDK 7中substring的原理及區別、

replaceFirst、replaceAll、replace區別、

String對「+」的重載、

String.valueOf和Integer.toString的區別、

字符串的不可變性

自動拆裝箱
Integer的緩存機制

熟悉Java中各類關鍵字
transient、instanceof、volatile、synchronized、final、static、const 原理及用法。

集合類
經常使用集合類的使用、ArrayList和LinkedList和Vector的區別 、SynchronizedList和Vector的區別、HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap區別、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

枚舉
枚舉的用法、枚舉與單例、Enum類

Java IO&Java NIO，並學會使用
bio、nio和aio的區別、三種IO的用法與原理、netty

Java反射與javassist
反射與工廠模式、 java.lang.reflect.*

Java序列化
什麼是序列化與反序列化、爲何序列化、序列化底層原理、序列化與單例模式、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

JMS
什麼是Java消息服務、JMS消息傳送模型

JMX
java.lang.management.*、 javax.management.*

泛型
泛型與繼承、類型擦除、泛型中K T V E ？ object等的含義、泛型各類用法

單元測試
junit、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
commons.lang, commons.*... guava-libraries netty

什麼是API&SPI
異常
異常類型、正確處理異常、自定義異常

時間處理
時區、時令、Java中時間API

編碼方式
解決亂碼問題、經常使用編碼方式

語法糖
Java中語法糖原理、解語法糖

Java併發編程
什麼是線程，與進程的區別
閱讀源代碼，並學會使用
Thread、Runnable、Callable、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Atomic*、Semaphore、CountDownLatch、、ConcurrentHashMap、Executors

線程池
本身設計線程池、submit() 和 execute()

線程安全
死鎖、死鎖如何排查、Java線程調度、線程安全和內存模型的關係

鎖
CAS、樂觀鎖與悲觀鎖、數據庫相關鎖機制、分佈式鎖、偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖、monitor、鎖優化、鎖消除、鎖粗化、自旋鎖、可重入鎖、阻塞鎖、死鎖

死鎖
volatile
happens-before、編譯器指令重排和CPU指令重

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

sleep 和 wait
wait 和 notify
notify 和 notifyAll
ThreadLocal
寫一個死鎖的程序
寫代碼來解決生產者消費者問題
守護線程
守護線程和非守護線程的區別以及用法

2、 進階篇

Java底層知識
字節碼、class文件格式
CPU緩存，L1，L2，L3和僞共享
尾遞歸
位運算
用位運算實現加、減、乘、除、取餘

設計模式
瞭解23種設計模式
會使用經常使用設計模式
單例、策略、工廠、適配器、責任鏈。

實現AOP
實現IOC
不用synchronized和lock，實現線程安全的單例模式
nio和reactor設計模式
網絡編程知識
tcp、udp、http、https等經常使用協議
三次握手與四次關閉、流量控制和擁塞控制、OSI七層模型、tcp粘包與拆包

http/1.0 http/1.1 http/2以前的區別
Java RMI，Socket，HttpClient
cookie 與 session
cookie被禁用，如何實現session

用Java寫一個簡單的靜態文件的HTTP服務器
實現客戶端緩存功能，支持返回304 實現可併發下載一個文件 使用線程池處理客戶端請求 使用nio處理客戶端請求 支持簡單的rewrite規則 上述功能在實現的時候須要知足「開閉原則」

瞭解nginx和apache服務器的特性並搭建一個對應的服務器
用Java實現FTP、SMTP協議
進程間通信的方式
什麼是CDN？若是實現？
什麼是DNS？
反向代理
框架知識
Servlet線程安全問題
Servlet中的filter和listener
Hibernate的緩存機制
Hiberate的懶加載
Spring Bean的初始化
Spring的AOP原理
本身實現Spring的IOC
Spring MVC
Spring Boot2.0
Spring Boot的starter原理，本身實現一個starter

Spring Security
應用服務器知識
JBoss
tomcat
jetty
Weblogic
工具
git & svn
maven & gradle

3、 高級篇

新技術
Java 8
lambda表達式、Stream API、

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

Spring 5
響應式編程

Spring Boot 2.0
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

線上問題分析
dump獲取
線程Dump、內存Dump、gc狀況

dump分析
分析死鎖、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

常見問題解決思路
內存溢出、線程死鎖、類加載衝突

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

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
詞法分析，語法分析（LL算法，遞歸降低算法，LR算法），語義分析，運行時環境，中間代碼，代碼生成，代碼優化
操做系統知識
Linux的經常使用命令
進程同步
緩衝區溢出
分段和分頁
虛擬內存與主存
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

SQL優化
事務
事務的隔離級別、事務能不能實現鎖的功能

數據庫鎖
行鎖、表鎖、使用數據庫鎖實現樂觀鎖、

數據庫主備搭建
binlog
內存數據庫
h2

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
數據結構與算法知識
簡單的數據結構
棧、隊列、鏈表、數組、哈希表、

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

排序算法
各類排序算法和時間複雜度 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

大數據知識
Zookeeper
基本概念、常見用法

Solr，Lucene，ElasticSearch
在linux上部署solr，solrcloud，，新增、刪除、查詢索引

Storm，流式計算，瞭解Spark，S4
在linux上部署storm，用zookeeper作協調，運行storm hello world，local和remote模式運行調試storm topology。

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
什麼是XSS
XSS的防護

什麼是CSRF
什麼是注入攻擊
SQL注入、XML注入、CRLF注入

什麼是文件上傳漏洞
加密與解密
MD5，SHA一、DES、AES、RSA、DSA

什麼是DOS攻擊和DDOS攻擊
memcached爲何能夠致使DDos攻擊、什麼是反射型DDoS

SSL、TLS，HTTPS
如何經過Hash碰撞進行DOS攻擊
用openssl籤一個證書部署到apache或nginx

4、架構篇

分佈式
數據一致性、服務治理、服務降級

分佈式事務
2PC、3PC、CAP、BASE、 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

微服務
SOA、康威定律

ServiceMesh
Docker & Kubernets
Spring Boot
Spring Cloud
高併發
分庫分表
CDN技術
消息隊列
ActiveMQ

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
tomcat負載均衡、Nginx負載均衡

DNS
DNS原理、DNS的設計

CDN
數據一致性

5、 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

其餘語言
Groovy、Python、Go、NodeJs、Swift、Rust

6、 推薦書籍

《深刻理解Java虛擬機》 《Effective Java》 《深刻分析Java Web技術內幕》 《大型網站技術架構》 《代碼整潔之道》 《Head First設計模式》 《maven實戰》 《區塊鏈原理、設計與應用》 《Java併發編程實戰》 《鳥哥的Linux私房菜》 《從Paxos到Zookeeper》 《架構即將來》