# Java工程师成神之路(2018版本) ## 一、基础篇 ### 1.1 JVM **JVM内存结构** 堆、栈、方法区、直接内存、堆和栈区别 **Java内存模型** 内存可见性、重排序、顺序一致性、volatile、锁、final **垃圾回收** 内存分配策略、垃圾收集器（G1）、GC算法、GC参数、对象存活的判定 **JVM参数及调优** **Java对象模型** oop-klass、对象头 **HotSpot** 即时编译器、编译优化 **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） **虚拟机性能监控与故障处理工具** jps, jstack, jmap、jstat, jconsole, jinfo, jhat, javap, btrace、TProfiler **编译与反编译** javac 、javap 、jad 、CRF ### 1.2 Java基础知识 **阅读源代码** String、Integer、Long、Enum、BigDecimal、ThreadLocal、ClassLoader & URLClassLoader、ArrayList & LinkedList、 HashMap & LinkedHashMap & TreeMap & CouncurrentHashMap、HashSet & LinkedHashSet & TreeSet **Java中各种变量类型** **熟悉Java String的使用，熟悉String的各种函数** JDK 6和JDK 7中substring的原理及区别、replaceFirst、replaceAll、replace区别、String对“+”的重载、String.valueOf和Integer.toString的区别、字符串的不可变性 **自动拆装箱** Integer的缓存机制 **熟悉Java中各种关键字** transient、instanceof、volatile、synchronized、final、static、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、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 **枚举** 枚举的用法、枚举与单例、Enum类 **Java IO&Java NIO，并学会使用** bio、nio和aio的区别、三种IO的用法与原理、netty **Java反射与javassist** 反射与工厂模式、 java.lang.reflect.* **Java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 **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K T V E ？ object等的含义、泛型各种用法 **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 **什么是API&SPI** **异常** 异常类型、正确处理异常、自定义异常 **时间处理** 时区、时令、Java中时间API **编码方式** 解决乱码问题、常用编码方式 **语法糖** Java中语法糖原理、解语法糖 ### 1.3 Java并发编程 **什么是线程，与进程的区别** **阅读源代码，并学会使用** Thread、Runnable、Callable、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Atomic*、Semaphore、CountDownLatch、、ConcurrentHashMap、Executors **线程池** 自己设计线程池、submit() 和 execute() **线程安全** 死锁、死锁如何排查、Java线程调度、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** **volatile** happens-before、编译器指令重排和CPU指令重 **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 **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** **守护线程** 守护线程和非守护线程的区别以及用法 ## 二、进阶篇 ### 2.1 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 ### 2.2 设计模式 **了解23种设计模式** **会使用常用设计模式** 单例、策略、工厂、适配器、责任链。 **实现AOP** **实现IOC** **不用synchronized和lock，实现线程安全的单例模式** **nio和reactor设计模式** ### 2.3 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** **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** 实现客户端缓存功能，支持返回304 实现可并发下载一个文件 使用线程池处理客户端请求 使用nio处理客户端请求 支持简单的rewrite规则 上述功能在实现的时候需要满足“开闭原则” **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？** **什么是DNS？** **反向代理** ### 2.4 框架知识 **Servlet线程安全问题** **Servlet中的filter和listener** **Hibernate的缓存机制** **Hiberate的懒加载** **Spring Bean的初始化** **Spring的AOP原理** **自己实现Spring的IOC** **Spring MVC** **Spring Boot2.0** **Spring Boot的starter原理，自己实现一个starter** **Spring Security** ### 2.5 应用服务器知识 **JBoss** **tomcat** **jetty** **Weblogic** ### 2.6 工具 **git & svn** **maven & gradle** ## 三、高级篇 ### 3.1 新技术 **Java 8** lambda表达式、Stream 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 **Spring 5** 响应式编程 **Spring Boot 2.0** ### 3.2 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 ### 3.3 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 **自己编写各种outofmemory，stackoverflow程序** HeapOutOfMemory、 Young OutOfMemory、MethodArea OutOfMemory、ConstantPool OutOfMemory、DirectMemory OutOfMemory、Stack OutOfMemory Stack OverFlow **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 ### 3.4 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** **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** ### 3.5 操作系统知识 **Linux的常用命令** **进程同步** **缓冲区溢出** **分段和分页** **虚拟内存与主存** ### 3.5 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 **SQL优化** **事务** 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、 **数据库主备搭建** **binlog** **内存数据库** h2 **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** ### 3.6 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、 **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 **排序算法** 各种排序算法和时间复杂度 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 ### 3.7 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** ### 3.8 网络安全知识 **什么是XSS** XSS的防御 **什么是CSRF** **什么是注入攻击** SQL注入、XML注入、CRLF注入 **什么是文件上传漏洞** **加密与解密** MD5，SHA1、DES、AES、RSA、DSA **什么是DOS攻击和DDOS攻击** memcached为什么可以导致DDos攻击、什么是反射型DDoS **SSL、TLS，HTTPS** 如何通过Hash碰撞进行DOS攻击 **用openssl签一个证书部署到apache或nginx** ## 四、架构篇 ### 4.1 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 **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 ### 4.2 微服务 SOA、康威定律 **ServiceMesh** **Docker & Kubernets** **Spring Boot** **Spring Cloud** ### 4.3 高并发 **分库分表** **CDN技术** **消息队列** ActiveMQ ### 4.4 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** ### 4.5 负载均衡 tomcat负载均衡、Nginx负载均衡 **DNS** DNS原理、DNS的设计 **CDN** 数据一致性 ## 五、扩展篇 ### 5.1 云计算 IaaS、SaaS、PaaS、虚拟化技术、openstack、Serverlsess ### 5.2 搜索引擎 Solr、Lucene、Nutch、Elasticsearch ### 5.3 权限管理 Shiro ### 5.4 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** ### 5.5 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 ### 5.6 其他语言 Groovy、Python、Go、NodeJs、Swift、Rust ## 六、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》 * 《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》