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Java,转载

【转载】Java工程师成神之路 | 2020正式版

本文仅作为Java方向的学习清单来转载,具体内容和相关知识得自己去搜索。希望对那些想学习Java又不知道该学习什么的人有帮助,特别是在校学生。

原文 Hollis Hollis 2020-04-13

主要版本更新时间更新内容
v3.02020-04-13知识体系完善,在v2.0的基础上,新增20%左右的知识点;
调整部分知识的顺序及结构,方便阅读和理解;
通过GitHub Page搭建,便于阅读
v2.02019-02-19结构调整,更适合从入门到精通;
进一步完善知识体系;
新技术补充;
v1.12018-03-12增加新技术知识、完善知识体系
v1.02015-08-01首次发布;
基础篇

面向对象
什么是面向对象
面向对象与面向过程
面向对象的三大基本特征
面向对象的五大基本原则

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
Java的继承与组合
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

平台无关性

Java如何实现的平台无关性的
JVM还支持哪些语言

值传递
值传递、引用传递
为什么说Java中只有值传递

Java基础知识
基本数据类型
8种基本数据类型
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
自动拆装箱
Integer的缓存机制
如何正确定义接口的返回值(boolean/Boolean)类型及命名(success/Success)

String
字符串的不可变性
String的长度限制
JDK 6和JDK 7中substring的原理及区别
replaceFirst、replaceAll、replace区别
String、StringBuilder和StingBuffer之间的区别与联系
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

Java中各种关键字
transient
instanceof
volatile
synchronized
final
static
const

集合类
Collection和Collections的区别
常用集合类的使用
Set和List区别
ArrayList和LinkedList和Vector的区别
SynchronizedList和Vector的区别
Set如何保证元素不重复
HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap区别
Java 8中Map相关的红黑树的引用背景、原理等
HashMap的容量、扩容、hash等原理
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
Arrays.asList获得的List使用时需要注意什么
Collection如何迭代
Enumeration和Iterator区别
如何在遍历的同时删除ArrayList中的元素
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
字节流和字符流之间的相互转换
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
什么是反射
反射有什么作用
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
Java如何实现序列化与反序列化
Serializable 和 Externalizable 有何不同
为什么需要序列化
serialVersionUID
为什么serialVersionUID不能随便改
transient
序列化底层原理
序列化如何破坏单例模式
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
如何自定义一个注解?
Spring常用注解

泛型
什么是泛型
类型擦除
泛型带来的问题
泛型中K T V E ?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和原始类型List之间的区别?
List和List之间的区别是什么?

单元测试
junit
junit和Spring的结合
mock
mockito
内存数据库(h2)

正则表达式
java.lang.util.regex.*

常用的Java工具库
apache-commons
google-guava
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
Error和Exception
异常类型
异常相关关键字
正确处理异常
自定义异常
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(Java 8)
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
yyyy和YYYY有什么区别?

编码方式
什么是ASCII?
Unicode
有了Unicode为啥还需要UTF-8
UTF8、UTF16、UTF32区别
有了UTF8为什么还需要GBK?
GBK、GB2312、GB18030之间的区别
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
常见语法糖原理: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、本地变量类型推断、record

JMS
什么是Java消息服务
JMS消息传送模型

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

Java 8
lambda表达式
Stream API
时间API

阅读源代码
String
Integer
Long
Enum
BigDecimal
ThreadLocal
ClassLoader & URLClassLoader
ArrayList & LinkedList
HashMap & LinkedHashMap & TreeMap & CouncurrentHashMap
HashSet & LinkedHashSet & TreeSet

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

线程线程与进程的区别
线程的实现
线程的状态
线程优先级
线程调度
多线程如何Debug
守护线程

创建线程的多种方式
继承Thread类创建线程
实现Runnable接口创建线程
通过Callable和FutureTask创建线程
通过线程池创建线程

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
什么是线程安全
多级缓存和一致性问题
CPU时间片和原子性问题
指令重排和有序性问题
线程安全和内存模型的关系
happens-before
as-if-serial


可重入锁
阻塞锁
乐观锁与悲观锁
数据库相关锁机制
分布式锁

无锁
CAS
CAS的ABA问题

锁优化
偏向锁
轻量级锁
重量级锁
锁消除
锁粗化
自旋锁
死锁
什么是死锁
死锁的原因
如何避免死锁
写一个死锁的程序
死锁问题如何排查

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
synchronized和可见性
synchronized和有序性

volatile
编译器指令重排和CPU指令重排
volatile的实现原理
内存屏障
volatile和原子性
volatile和可见性
volatile和有序性
有了symchronized为什么还需要volatile

线程相关方法
start & run
sleep & wait
notify & notifyAll
ThreadLocal
ThreadLocal 原理
ThreadLocal 底层的数据结构

写代码解决生产者消费者问题

并发包
同步容器与并发容器
Thread
Runnable
Callable
ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock
Atomic*
Semaphore
CountDownLatch
ConcurrentHashMap
Executors

底层篇

JVM

JVM内存结构
运行时数据区域
运行时数据区哪些是线程独享
堆和栈区别
方法区在不同版本JDK中的位置
堆外内存
TLAB
Java中的对象一定在堆上分配吗?

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

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 
as-if-serial
内存屏障
synchronized
volatile
final

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

类加载机制
classLoader
类加载过程是线程安全的吗?
类加载过程
双亲委派(破坏双亲委派)
模块化(jboss modules、osgi、jigsaw)

打包工具
jar、jlink、jpackage

编译与反编译
什么是编译
什么是反编译
编译工具:javac
反编译工具:javap 、jad 、CRF

JIT
JIT优化(逃逸分析、栈上分配、标量替换、锁优化)

进阶篇

Java底层知识
字节码
class文件格式
CAFEBABE

位运算
用位运算实现加、减、乘、除、取余

设计模式

设计模式的六大原则
开闭原则
里氏代换原则
依赖倒转原则
接口隔离原则
迪米特法则(最少知道原则)
合成复用原则

创建型设计模式
单例模式
抽象工厂模式
建造者模式
工厂模式
原型模式

结构型设计模式
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

行为型设计模式
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
状态模式
策略模式
责任链模式
访问者模式

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

为什么推荐使用枚举实现单例?

三种工厂模式的区别及联系
简单工厂、工厂方法、模板工厂

会使用常用设计模式
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

不用synchronized和lock,实现线程安全的单例模式

nio和reactor设计模式

Spring中用到了哪些设计模式

网络编程知识

常用协议
tcp、udp、http、https
用Java实现FTP、SMTP协议

OSI七层模型
每一层的主要协议

TCP、UDP
三次握手与四次关闭
流量控制和拥塞控制
tcp粘包与拆包

TCP/IP
IPV4
IPV6

HTTP
http/1.0 http/1.1 http/2之间的区别
http和https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
用Java写一个简单的静态文件的HTTP服务器

http/2

Java RMI,Socket,HttpClient

cookie 与 session
cookie被禁用,如何实现session

了解nginx和apache服务器的特性并搭建一个对应的服务器

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

代理
反向代理
正向代理
反向代理服务器

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

MyBatis
Mybatis缓存机制
#{}和${}的区别
mapper中传递多个参数
Mybatis动态sql
Mybatis的延迟加载

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
为什么Spring Boot可以通过main启动web项目

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

应用服务器知识
JBoss
tomcat
jetty
Weblogic
工具
git & svn
maven & gradle

git技巧
分支合并
冲突解决
提交回滚

maven技巧
依赖树
依赖仲裁

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

高级篇

新技术

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

Java 12
Switch 表达式

Java 13
Text Blocks
Dynamic CDS Archives

Java 14
Java打包工具
更有价值的NullPointerException
record类型

Spring 5
响应式编程

Spring Boot 2.0

http/2

http/3

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
Stream并行流
GC调优
JVM内存分配调优
SQL调优

线上问题分析

dump
线程Dump
内存Dump
gc情况
dump分析

dump分析及获取工具
jstack
jstat
jmap
jhat
Arthas

dump分析死锁

dump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

Arthas
jvm相关
class/classloader相关
monitor/watch/trace相关
options
管道
后台异步任务

常见问题解决思路
内存溢出
线程死锁
类加载冲突
load飙高
CPU利用率飙高
慢SQL

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

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
编译器优化

操作系统知识

Linux的常用命令
find、grep、ps、cp、move、tar、head、tail、netstat、lsof、tree、wget、curl、ping、ssh、echo、free、top

进程间通信

服务器性能指标
load
CPU利用率
内存使用情况
qps
rt

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
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
普通索引&唯一索引
聚集索引&非聚集索引
覆盖索引
最左前缀原则
索引下推
索引失效

回表

SQL优化

数据库事务和隔离级别
事务的ACID
事务的隔离级别与读现象
事务能不能实现锁的功能

编码方式
utf8
utf8mb4
为什么不要在数据库中使用utf8编码

行数统计
count(1)、count(*)、count(字段)的区别
为什么建议使用count(*)

数据库锁
共享锁、排它锁
行锁、表锁
乐观锁、悲观锁
使用数据库锁实现乐观锁
Gap Lock、Next-Key Lock

连接
内连接
左连接
右连接

数据库主备搭建

log
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

数据结构与算法知识

简单的数据结构

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
两个栈实现队列,和两个队列实现栈


二叉树
字典树
平衡树
排序树
B树
B+树
R树
多路树
红黑树


大根堆
小根堆


有向图
无向图
拓扑 
稳定的排序算法
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

不稳定的排序算法
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

时间复杂度&空间复杂度
如何计算时间复杂度和空间复杂度
常用排序算法的时间复杂度

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

大数据知识

搜索
Solr
Lucene
ElasticSearch

流式计算
Storm
Spark
Flink

Hadoop,离线计算
HDFS
MapReduce

分布式日志收集
flume
kafka
logstash

数据挖掘
mahout

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

加密算法
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

脱库、洗库、撞库

架构篇

分布式
分布式与集群
数据一致性
服务治理
服务降级

分布式理论
2PC
3PC
CAP
BASE

分布式协调 Zookeeper

基本概念
常见用法
ZAB算法
脑裂

分布式事务
本地事务&分布式事务
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

限流降级
熔断器模式
Hystrix
Sentinal
resilience4j

分布式算法
拜占庭问题与算法
2PC
3PC
共识算法
Paxos 算法与 Raft 算法
ZAB算法

领域驱动设计
实体、值对象
聚合、聚合根
限界上下文
DDD如何分层
充血模型和贫血模型
DDD和微服务有什么关系

微服务
SOA
康威定律

ServiceMesh
sidecar
Docker & Kubernets

Spring Boot

Spring Cloud

高并发

分库分表
横向拆分与水平拆分
分库分表后的分布式事务问题

CDN技术

消息队列
RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka
各个消息队列的对比

高可用
双机架构
主备复制
主从复制
主主复制

异地多活

高性能
高性能数据库
读写分离
分库分表

高性能缓存
缓存穿透
缓存雪崩
缓存热点

负载均衡

PPC、TPC

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

负载均衡

负载均衡分类
二层负载均衡
三层负载均衡
四层负载均衡
七层负载均衡

负载均衡工具
LVS
Nginx
HAProxy

负载均衡算法
静态负载均衡算法:轮询,比率,优先权
动态负载均衡算法: 最少连接数,最快响应速度,观察方法,预测法,动态性能分配,动态服务器补充,服务质量,服务类型,规则模式。

DNS
DNS原理
DNS的设计

CDN
数据一致性

扩展篇

云计算
IaaS
SaaS
PaaS
虚拟化技术
openstack
Serverlsess

搜索引擎
Solr
Lucene
Nutch
Elasticsearch

权限管理
Shiro

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

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

IoT

量子计算
AR & VR

其他语言
Groovy
Kotlin
Python
GoNodeJs
Swift
Rust


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