Java體系總覽

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、Exchange、ConcurrentHashMap、Executors、ForkJoin、CyclicBarrier、ThreadLocal

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

線程相關

sleep 和 wait
wait 和 notify
notify 和 notifyAll

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。

本身實現 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

Servle t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

7中排序算法

冒泡、選擇、插入、希爾、快速、歸併、堆
7中排序算法快速記憶【冒擇路（入）兮（希）快歸堆】，冒失的選擇路，可能很快就一命嗚呼！

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》 《Java 併發編程藝術》 《Java 網絡編程》 《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》 《區塊鏈原理、設計與應用》 《Java併發編程實戰》 《從Paxos到Zookeeper》 《架構即將來》 《白帽子講 Web 安全》 《架構探險-從零開始寫 Java Web 框架》 《TCP/IP 詳解》 《HTTP 指南》 《這就是搜索引擎》