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  • Java 工程师成神之路 | 2019正式版


    1
    基础篇


    01
     面向对象

    → 什么是面向对象

    面向对象、面向过程
    面向对象的三大基本特征和五大基本原则

    → 平台无关性

    Java 如何实现的平台无关
    JVM 还支持哪些语言(Kotlin、Groovy、JRuby、Jython、Scala)

    → 值传递

    值传递、引用传递
    为什么说 Java 中只有值传递

    → 封装、继承、多态

    什么是多态、方法重写与重载
    Java 的继承与实现
    构造函数与默认构造函数
    类变量、成员变量和局部变量
    成员变量和方法作用域


    02
     Java 基础知识

    → 基本数据类型

    8 种基本数据类型:整型、浮点型、布尔型、字符型
    整型中 byte、short、int、long 的取值范围
    什么是浮点型?什么是单精度和双精度?为什么不能用浮点型表示金额?

    → 自动拆装箱

    什么是包装类型、什么是基本类型、什么是自动拆装箱
    Integer 的缓存机制

    → String

    字符串的不可变性
    JDK 6 和 JDK 7 中 substring 的原理及区别、
    replaceFirst、replaceAll、replace 区别、
    String 对“+”的重载、字符串拼接的几种方式和区别
    String.valueOf 和 Integer.toString 的区别、
    switch 对 String 的支持
    字符串池、常量池(运行时常量池、Class 常量池)、intern

    → 熟悉 Java 中各种关键字

    transient、instanceof、final、static、volatile、synchronized、const 原理及用法

    → 集合类

    常用集合类的使用、ArrayList 和 LinkedList 和 Vector 的区别 、SynchronizedList 和 Vector 的区别、HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap 区别、
    Set 和 List 区别?Set 如何保证元素不重复?
    Java 8 中 stream 相关用法、apache 集合处理工具类的使用、不同版本的 JDK 中 HashMap 的实现的区别以及原因
    Collection 和 Collections 区别
    Arrays.asList 获得的 List 使用时需要注意什么
    Enumeration 和 Iterator 区别
    fail-fast 和 fail-safe
    CopyOnWriteArrayList、ConcurrentSkipListMap

    → 枚举

    枚举的用法、枚举的实现、枚举与单例、Enum 类
    Java 枚举如何比较
    switch 对枚举的支持
    枚举的序列化如何实现
    枚举的线程安全性问题

    → IO

    字符流、字节流、输入流、输出流、
    同步、异步、阻塞、非阻塞、Linux 5 种 IO 模型
    BIO、NIO 和 AIO 的区别、三种 IO 的用法与原理、netty

    → 反射

    反射与工厂模式、反射有什么用
    Class 类、java.lang.reflect.*

    → 动态代理

    静态代理、动态代理
    动态代理和反射的关系
    动态代理的几种实现方式
    AOP

    → 序列化

    什么是序列化与反序列化、为什么序列化、序列化底层原理、序列化与单例模式、protobuf、为什么说序列化并不安全

    → 注解

    元注解、自定义注解、Java 中常用注解使用、注解与反射的结合
    Spring 常用注解

    → JMS

    什么是 Java 消息服务、JMS 消息传送模型

    → JMX

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

    → 泛型

    泛型与继承、类型擦除、泛型中 KTVE? object 等的含义、泛型各种用法
    限定通配符和非限定通配符、上下界限定符 extends 和 super
    List<Object> 和原始类型 List 之间的区别? 
    List<?> 和 List<Object> 之间的区别是什么?

    → 单元测试

    junit、mock、mockito、内存数据库(h2)

    → 正则表达式

    java.lang.util.regex.*

    → 常用的 Java 工具库

    commons.lang、commons.*…、 guava-libraries、 netty

    → API & SPI

    API、API 和 SPI 的关系和区别
    如何定义 SPI、SPI 的实现原理

    → 异常

    异常类型、正确处理异常、自定义异常
    Error 和 Exception
    异常链、try-with-resources
    finally 和 return 的执行顺序

    → 时间处理

    时区、冬令时和夏令时、时间戳、Java 中时间 API
    格林威治时间、CET,UTC,GMT,CST 几种常见时间的含义和关系
    SimpleDateFormat 的线程安全性问题
    Java 8 中的时间处理
    如何在东八区的计算机上获取美国时间

    → 编码方式

    Unicode、有了 Unicode 为啥还需要 UTF-8
    GBK、GB2312、GB18030 之间的区别
    UTF8、UTF16、UTF32 区别
    URL 编解码、Big Endian 和 Little Endian
    如何解决乱码问题

    → 语法糖

    Java 中语法糖原理、解语法糖
    语法糖:switch 支持 String 与枚举、泛型、自动装箱与拆箱、方法变长参数、枚举、内部类、条件编译、 断言、数值字面量、for-each、try-with-resource、Lambda 表达式

    03
     阅读源代码

    String、Integer、Long、Enum、
    BigDecimal、ThreadLocal、ClassLoader & URLClassLoader、
    ArrayList & LinkedList、 
    HashMap & LinkedHashMap & TreeMap & CouncurrentHashMap、HashSet & LinkedHashSet & TreeSet

    04
     Java 并发编程

    → 并发与并行

    什么是并发、什么是并行
    并发与并行的区别

    → 什么是线程,与进程的区别

    线程的实现、线程的状态、优先级、线程调度、创建线程的多种方式、守护线程
    线程与进程的区别

    → 线程池

    自己设计线程池、submit() 和 execute()、线程池原理
    为什么不允许使用 Executors 创建线程池

    → 线程安全

    死锁、死锁如何排查、线程安全和内存模型的关系

    → 锁

    CAS、乐观锁与悲观锁、数据库相关锁机制、分布式锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁、monitor、
    锁优化、锁消除、锁粗化、自旋锁、可重入锁、阻塞锁、死锁

    → 死锁

    什么是死锁
    死锁如何解决

    → synchronized

    synchronized 是如何实现的?
    synchronized 和 lock 之间关系、不使用 synchronized 如何实现一个线程安全的单例
    synchronized 和原子性、可见性和有序性之间的关系

    → volatile

    happens-before、内存屏障、编译器指令重排和 CPU 指令重
    volatile 的实现原理
    volatile 和原子性、可见性和有序性之间的关系
    有了 symchronized 为什么还需要 volatile

    → sleep 和 wait

    → wait 和 notify

    → notify 和 notifyAll

    → ThreadLocal

    → 写一个死锁的程序

    → 写代码来解决生产者消费者问题

    → 并方包

    Thread、Runnable、Callable、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Atomic*、Semaphore、CountDownLatch、ConcurrentHashMap、Executors


    2
    底层篇

    01
    JVM

    → JVM 内存结构

    class 文件格式、运行时数据区:堆、栈、方法区、直接内存、运行时常量池、
    堆和栈区别
    Java 中的对象一定在堆上分配吗?

    → Java 内存模型

    计算机内存模型、缓存一致性、MESI 协议
    可见性、原子性、顺序性、happens-before、
    内存屏障、synchronized、volatile、final、锁

    → 垃圾回收

    GC 算法:标记清除、引用计数、复制、标记压缩、分代回收、增量式回收
    GC 参数、对象存活的判定、垃圾收集器(CMS、G1、ZGC、Epsilon)

    → JVM 参数及调优

    -Xmx、-Xmn、-Xms、Xss、-XX:SurvivorRatio、
    -XX:PermSize、-XX:MaxPermSize、-XX:MaxTenuringThreshold

    → Java 对象模型

    oop-klass、对象头

    → HotSpot

    即时编译器、编译优化

    → 虚拟机性能监控与故障处理工具

    jps, jstack, jmap, jstat, jconsole, jinfo, jhat, javap, btrace, TProfiler
    Arthas


    02
     类加载机制

    classLoader、类加载过程、双亲委派(破坏双亲委派)、模块化(jboss modules、osgi、jigsaw)

    03
     编译与反编译

    什么是编译(前端编译、后端编译)、什么是反编译
    JIT、JIT 优化(逃逸分析、栈上分配、标量替换、锁优化)
    编译工具:javac
    反编译工具:javap 、jad 、CRF



    3
    进阶篇

    01
     Java 底层知识

    → 字节码、class 文件格式

    → CPU 缓存,L1,L2,L3 和伪共享

    → 尾递归

    → 位运算

    用位运算实现加、减、乘、除、取余

    02
     设计模式
    设计模式的六大原则:
    开闭原则(Open Close Principle)、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
    接口隔离原则(Interface Segregation Principle)、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)、合成复用原则(Composite Reuse Principle)
    → 了解 23 种设计模式
    创建型模式:单例模式、抽象工厂模式、建造者模式、工厂模式、原型模式。
    结构型模式:适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
    行为型模式:模版方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式(Interpreter 模式)、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)、访问者模式。

    → 会使用常用设计模式

    单例的七种写法:懒汉——线程不安全、懒汉——线程安全、饿汉、饿汉——变种、静态内部类、枚举、双重校验锁
    工厂模式、适配器模式、策略模式、模板方法模式、观察者模式、外观模式、代理模式等必会

    不用 synchronized 和 lock,实现线程安全的单例模式

    → 实现 AOP

    → 实现 IOC

    → nio 和 reactor 设计模式


    03
     网络编程知识
    → tcp、udp、http、https 等常用协议
    三次握手与四次关闭、流量控制和拥塞控制、OSI 七层模型、tcp 粘包与拆包

    → http/1.0 http/1.1 http/2 之前的区别

    http 中 get 和 post 区别
    常见的 web 请求返回的状态码
    404、302、301、500分别代表什么

    → http/3

    → Java RMI,Socket,HttpClient

    → cookie 与 session

    cookie 被禁用,如何实现 session

    → 用 Java 写一个简单的静态文件的 HTTP 服务器

    → 了解 nginx 和 apache 服务器的特性并搭建一个对应的服务器

    → 用 Java 实现 FTP、SMTP 协议

    → 进程间通讯的方式

    → 什么是 CDN?如果实现?

    → DNS

    什么是 DNS 、记录类型: A 记录、CNAME 记录、AAAA 记录等

    域名解析、根域名服务器
    DNS 污染、DNS 劫持、公共 DNS:114 DNS、Google DNS、OpenDNS

    → 反向代理

    正向代理、反向代理
    反向代理服务器


    04
     框架知识
    → Servlet
    生命周期
    线程安全问题
    filter 和 listener
    web.xml 中常用配置及作用

    → Hibernate

    什么是 OR Mapping

    Hibernate 的懒加载

    Hibernate 的缓存机制
    Hibernate / Ibatis / MyBatis 之间的区别

    → Spring 

    Bean 的初始化

    AOP 原理

    实现 Spring 的IOC

    Spring 四种依赖注入方式

    → Spring MVC

    什么是 MVC
    Spring mvc 与 Struts mvc 的区别

    → Spring Boot

    Spring Boot 2.0、起步依赖、自动配置、
    Spring Boot 的 starter 原理,自己实现一个 starter

    → Spring Security

    → Spring Cloud

    服务发现与注册:Eureka、Zookeeper、Consul
    负载均衡:Feign、Spring Cloud Loadbalance
    服务配置:Spring Cloud Config
    服务限流与熔断:Hystrix
    服务链路追踪:Dapper
    服务网关、安全、消息

    05
     应用服务器知识
    → JBoss

    → tomcat

    → jetty

    → Weblogic



    06
     工具

    → git & svn

    → maven & gradle

    → Intellij IDEA

    常用插件:Maven Helper 、FindBugs-IDEA、阿里巴巴代码规约检测、GsonFormat
    Lombok plugin、.ignore、Mybatis plugin



    4
    高级篇


    01
     新技术

    → Java 8
    lambda 表达式、Stream API、时间 API

    → Java 9

    Jigsaw、Jshell、Reactive Streams

    → Java 10

    局部变量类型推断、G1 的并行 Full GC、ThreadLocal 握手机制

    → Java 11

    ZGC、Epsilon、增强 var

    → Spring 5

    响应式编程

    → Spring Boot 2.0

    → HTTP/2

    → HTTP/3    



    02
     性能优化

    使用单例、使用 Future 模式、使用线程池
    选择就绪、减少上下文切换、减少锁粒度、数据压缩、结果缓存


    03
     线上问题分析

    → dump 获取
    线程 Dump、内存 Dump、gc 情况

    → dump 分析

    分析死锁、分析内存泄露

    → dump 分析及获取工具

    jstack、jstat、jmap、jhat、Arthas

    → 自己编写各种 outofmemory,stackoverflow 程序

    HeapOutOfMemory、 Young OutOfMemory、
    MethodArea OutOfMemory、ConstantPool OutOfMemory、
    DirectMemory OutOfMemory、Stack OutOfMemory Stack OverFlow

    → Arthas

    jvm 相关、class/classloader 相关、monitor/watch/trace 相关、
    options、管道、后台异步任务
    文档:https://alibaba.github.io/arthas/advanced-use.html

    → 常见问题解决思路

    内存溢出、线程死锁、类加载冲突

    → 使用工具尝试解决以下问题,并写下总结

    当一个 Java 程序响应很慢时如何查找问题
    当一个 Java 程序频繁 FullGC 时如何解决问题
    如何查看垃圾回收日志
    当一个 Java 应用发生 OutOfMemory 时该如何解决
    如何判断是否出现死锁
    如何判断是否存在内存泄露
    使用 Arthas 快速排查 Spring Boot 应用404/401问题
    使用 Arthas 排查线上应用日志打满问题
    利用 Arthas 排查 Spring Boot 应用 NoSuchMethodError


    04
     编译原理知识

    → 编译与反编译

    → Java 代码的编译与反编译

    → Java 的反编译工具

    javap 、jad 、CRF

    → 即时编译器

    → 编译过程

    词法分析,语法分析(LL 算法,递归下降算法,LR 算法)

    语义分析,运行时环境,中间代码,代码生成,代码优化



    05
     操作系统知识

    → Linux 的常用命令

    → 进程间通信

    → 进程同步

    生产者消费者问题、哲学家就餐问题、读者写者问题

    → 缓冲区溢出

    → 分段和分页

    → 虚拟内存与主存

    → 虚拟内存管理

    → 换页算法



    06
     数据库知识

    → MySQL 执行引擎

    → MySQL 执行计划

    如何查看执行计划,如何根据执行计划进行 SQL 优化

    → 索引

    Hash 索引、B 树索引(B+树、和B树、R树)
    普通索引、唯一索引
    覆盖索引、最左前缀原则、索引下推

    → SQL 优化

    → 数据库事务和隔离级别

    事务的隔离级别、事务能不能实现锁的功能

    → 数据库锁

    行锁、表锁、使用数据库锁实现乐观锁、

    → 连接

    内连接,左连接,右连接

    → 数据库主备搭建

    → binlog

    → redolog

    → 内存数据库

    h2

    → 分库分表

    → 读写分离

    → 常用的 NoSql 数据库

    redis、memcached

    → 分别使用数据库锁、NoSql 实现分布式锁

    → 性能调优

    → 数据库连接池



    07
     数据结构与算法知识

    → 简单的数据结构
    栈、队列、链表、数组、哈希表、
    栈和队列的相同和不同之处
    栈通常采用的两种存储结构

    → 树

    二叉树、字典树、平衡树、排序树、
    B 树、B+ 树、R 树、多路树、红黑树

    → 堆

    大根堆、小根堆

    → 图

    有向图、无向图、拓扑

    → 排序算法

    稳定的排序:冒泡排序、插入排序、鸡尾酒排序、桶排序、计数排序、归并排序、原地归并排序、二叉排序树排序、鸽巢排序、基数排序、侏儒排序、图书馆排序、块排序
    不稳定的排序:选择排序、希尔排序、Clover 排序算法、梳排序、堆排序、平滑排序、快速排序、内省排序、耐心排序
    各种排序算法和时间复杂度 

    → 两个栈实现队列,和两个队列实现栈

    → 深度优先和广度优先搜索

    → 全排列、贪心算法、KMP 算法、hash 算法

    → 海量数据处理

    分治,hash 映射,堆排序,双层桶划分,Bloom Filter,bitmap,数据库索引,mapreduce 等。



    08
     大数据知识

    → Zookeeper
    基本概念、常见用法

    → Solr,Lucene,ElasticSearch

    在 linux 上部署 solr,solrcloud,新增、删除、查询索引

    → Storm,流式计算,了解 Spark,S4

    在 linux 上部署 storm,用 zookeeper 做协调,运行 storm hello world,local 和 remote 模式运行调试 storm topology。

    → Hadoop,离线计算

    HDFS、MapReduce

    → 分布式日志收集 flume,kafka,logstash

    → 数据挖掘,mahout



    09
     网络安全知识

    → XSS
    XSS 的防御

    → CSRF

    → 注入攻击

    SQL 注入、XML 注入、CRLF 注入

    → 文件上传漏洞

    → 加密与解密

    对称加密、非对称加密、哈希算法、加盐哈希算法
    MD5,SHA1、DES、AES、RSA、DSA
    彩虹表

    → DDOS攻击

    DOS 攻击、DDOS 攻击
    memcached 为什么可以导致 DDos 攻击、什么是反射型 DDoS
    如何通过 Hash 碰撞进行 DOS 攻击

    SSL、TLS,HTTPS

    → 用 openssl 签一个证书部署到 apache 或 nginx



    5
    架构篇

    01
     分布式

    数据一致性、服务治理、服务降级

    → 分布式事务

    2PC、3PC、CAP、BASE、 可靠消息最终一致性、最大努力通知、TCC

    → Dubbo

    服务注册、服务发现,服务治理
    http://dubbo.apache.org/zh-cn/

    → 分布式数据库

    怎样打造一个分布式数据库、什么时候需要分布式数据库、
    mycat、otter、HBase

    → 分布式文件系统

    mfs、fastdfs

    → 分布式缓存

    缓存一致性、缓存命中率、缓存冗余

    → 限流降级

    Hystrix、Sentinal

    → 算法

    共识算法、Raft 协议、Paxos 算法与 Raft 算法、
    拜占庭问题与算法、2PC、3PC


    02
     微服务

    SOA、康威定律

    → ServiceMesh

    sidecar

    → Docker & Kubernets

    → Spring Boot

    → Spring Cloud



    03
     高并发

    → 分库分表

    → CDN 技术

    → 消息队列

    ActiveMQ


    04
     监控

    → 监控什么
    CPU、内存、磁盘 I/O、网络 I/O 等

    → 监控手段

    进程监控、语义监控、机器资源监控、数据波动

    → 监控数据采集

    日志、埋点

    → Dapper



    05
     负载均衡

    tomcat 负载均衡、Nginx 负载均衡
    四层负载均衡、七层负载均衡

    06
     DNS

    DNS 原理、DNS 的设计

    07
     CDN
    数据一致性

    6
    扩展篇


    01
     云计算

    IaaS、SaaS、PaaS、虚拟化技术、openstack、Serverlsess

    02
     搜索引擎

    Solr、Lucene、Nutch、Elasticsearch

    03
     权限管理
    Shiro

    04
     区块链

    哈希算法、Merkle 树、公钥密码算法、共识算法、
    Raft 协议、Paxos 算法与 Raft 算法、拜占庭问题与算法、消息认证码与数字签名

    → 比特币

    挖矿、共识机制、闪电网络、侧链、热点问题、分叉

    → 以太坊

    → 超级账本


    05
     人工智能

    数学基础、机器学习、人工神经网络、深度学习、应用场景。

    → 常用框架

    TensorFlow、DeepLearning4J

    06
     loT

    07
     量子计算

    08
     AR & VR

    09
     其他语言

    Groovy、Python、Go、NodeJs、Swift、Rust


    7
    推荐书籍

    《深入理解 Java 虚拟机》
    《Effective Java》
    《深入分析 Java Web 技术内幕》
    《大型网站技术架构》
    《代码整洁之道》
    《架构整洁之道》
    《Head First 设计模式》
    《maven 实战》
    《区块链原理、设计与应用》
    《Java 并发编程实战》
    《鸟哥的 Linux 私房菜》
    《从Paxos 到 Zookeeper》
    《架构即未来》


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