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Java工程師成神之路(2018修訂版)

導讀:這套Java程式員進階指南可以幫助你豐富自己的知識體系,為你理清思路,勾畫未來。快收藏吧!

01 基礎篇

1. JVM

JVM記憶體結構

堆、棧、方法區、直接記憶體、堆和棧區別

Java記憶體模型

記憶體可見性、重排序、順序一致性、volatile、鎖、final

垃圾回收

記憶體分配策略、垃圾收集器(G1)、GC演算法、GC引數、物件存活的判定 

JVM引數及調優

Java物件模型

oop-klass、物件頭

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

2. 編譯與反編譯

javac 、javap 、jad 、CRF

3. Java基礎知識

閱讀原始碼

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

Java中各種變數型別

熟悉Java String的使用,熟悉String的各種函式

JDK 6和JDK 7中substring的原理及區別、

replaceFirst、replaceAll、replace區別、

String對“+”的多載、

String.valueOf和Integer.toString的區別、

字串的不可變性

自動拆裝箱

Integer的快取機制

熟悉Java中各種關鍵字

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

集合類

常用集合類的使用

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

不同版本的JDK中HashMap的實現的區別以及原因

列舉

列舉的用法、列舉與單例、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

反射與工廠樣式 java.lang.reflect.*


Java序列化

什麼是序列化與反序列化、為什麼序列化

序列化底層原理

序列化與單例樣式

protobuf

為什麼說序列化並不安全

註解

元註解、自定義註解、Java中常用註解使用、註解與反射的結合

JMS

什麼是Java訊息服務、JMS訊息傳送模型

JMX

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

泛型

泛型與繼承

型別擦除

泛型中K T V E  

object等的含義、泛型各種用法

單元測試

junit、mock、mockito、記憶體資料庫(h2)

正則運算式

java.lang.util.regex.*

常用的Java工具庫

commons.lang, commons.*... guava-libraries netty

什麼是API&SPI;

異常

異常型別、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、常用編碼方式

語法糖

Java中語法糖原理、解語法糖

4. Java併發編程

什麼是執行緒,與行程的區別

閱讀原始碼,並學會使用

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

執行緒池

自己設計執行緒池、submit() 和 execute()

執行緒安全

死鎖、死鎖如何排查、Java執行緒調度、執行緒安全和記憶體模型的關係

CAS、樂觀鎖與悲觀鎖、資料庫相關鎖機制、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如何實現一個執行緒安全的單例

sleep 和 wait

wait 和 notify

notify 和 notifyAll

ThreadLocal

寫一個死鎖的程式

寫代碼來解決生產者消費者問題

守護執行緒

守護執行緒和非守護執行緒的區別以及用法

02 進階篇

1. Java底層知識

位元組碼、class檔案格式

CPU快取,L1,L2,L3和偽共享

尾遞迴

位運算

用位運算實現加、減、乘、除、取餘

2. 設計樣式

瞭解23種設計樣式

會使用常用設計樣式

單例、策略、工廠、配接器、責任鏈。

實現AOP

實現IOC

不用synchronized和lock,實現執行緒安全的單例樣式

nio和reactor設計樣式

3. 網絡編程

tcp、udp、http、https等常用協議

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之前的區別

Java RMI,Socket,HttpClient

cookie 與 session

cookie被禁用,如何實現session

用Java寫一個簡單的靜態檔案的HTTP服務器

實現客戶端快取功能,支持傳回304 實現可併發下載一個檔案 使用執行緒池處理客戶端請求 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需要滿足“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

行程間通訊的方式

什麼是CDN?如果實現?

什麼是DNS?

反向代理

4. 框架知識

Servlet執行緒安全問題

Servlet中的filter和listener

Hibernate的快取機制

Hiberate的懶加載

Spring Bean的初始化

Spring的AOP原理

自己實現Spring的IOC

Spring MVC

Spring Boot2.0

Spring Boot的starter原理,自己實現一個starter

Spring Security

5. 應用服務器

JBoss

tomcat

jetty

Weblogic

6. 工具

git & svn

maven & gradle

03 高級篇

1. 新技術

Java 8

lambda運算式、Stream API、

Java 9

Jigsaw、Jshell、Reactive Streams

Java 10

區域性變數型別推斷、G1的並行Full GC、ThreadLocal握手機制

Spring 5

響應式編程

Spring Boot 2.0

2. 性能優化

使用單例、使用Future樣式、使用執行緒池、選擇就緒、減少背景關係切換、減少鎖粒度、資料壓縮、結果快取

3. 線上問題分析

dump獲取

執行緒Dump、記憶體Dump、gc情況

dump分析

分析死鎖、分析記憶體泄露

自己編寫各種outofmemory,stackoverflow程式

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

常見問題解決思路

記憶體上限溢位、執行緒死鎖、類加載衝突

使用工具嘗試解決以下問題,並寫下總結

當一個Java程式響應很慢時如何查找問題、

當一個Java程式頻繁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、

如何判斷是否存在記憶體泄露

4. 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演算法,遞迴下降演算法,LR演算法),語意分析,運行時環境,中間代碼,代碼生成,代碼優化

5. 操作系統知識

Linux的常用命令

行程同步

緩衝區上限溢位

分段和分頁

虛擬記憶體與主存

6. 資料庫知識

MySql 執行引擎

MySQL 執行計劃

如何查看執行計劃,如何根據執行計划進行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

資料庫鎖

行鎖、表鎖、使用資料庫鎖實現樂觀鎖、

資料庫主備搭建

binlog

記憶體資料庫

h2

常用的nosql資料庫

redis、memcached

分別使用資料庫鎖、NoSql實現分佈式鎖

性能調優

7. 資料結構與演算法知識

簡單的資料結構

棧、佇列、鏈表、陣列、哈希表、

二叉樹、字典樹、平衡樹、排序樹、B樹、B+樹、R樹、多路樹、紅黑樹

排序演算法

各種排序演算法和時間複雜度 深度優先和廣度優先搜索 全排列、貪心演算法、KMP演算法、hash演算法、海量資料處理

8. 大資料知識

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做協調,運行storm hello world,local和remote樣式運行除錯storm topology。

Hadoop,離線計算

HDFS、MapReduce

分佈式日誌收集flume,kafka,logstash

資料挖掘,mahout

9. 網絡安全知識

什麼是XSS

XSS的防禦

什麼是CSRF

什麼是註入攻擊

SQL註入、XML註入、CRLF註入

什麼是檔案上傳漏洞

加密與解密

MD5,SHA1、DES、AES、RSA、DSA

什麼是DOS攻擊和DDOS攻擊

memcached為什麼可以導致DDos攻擊、什麼是反射型DDoS

SSL、TLS,HTTPS

如何通過Hash碰撞進行DOS攻擊

用openssl簽一個證書部署到apache或nginx

04 架構篇

1. 分佈式

資料一致性、服務治理、服務降級

分佈式事務

2PC、3PC、CAP、BASE、 可靠訊息最終一致性、最大努力通知、TCC

Dubbo

服務註冊、服務發現,服務治理

分佈式資料庫

怎樣打造一個分佈式資料庫、什麼時候需要分佈式資料庫、mycat、otter、HBase

分佈式檔案系統

mfs、fastdfs

分佈式快取

快取一致性、快取命中率、快取冗餘

2. 微服務

SOA、康威定律

ServiceMesh

Docker & Kubernets

Spring Boot

Spring Cloud

3. 高併發

分庫分表

CDN技術

訊息佇列

ActiveMQ

4. 監控

監控什麼

CPU、記憶體、磁盤I/O、網絡I/O等

監控手段

行程監控、語意監控、機器資源監控、資料波動

監控資料採集

日誌、埋點

Dapper

5. 負載均衡

tomcat負載均衡、Nginx負載均衡

6. DNS

DNS原理、DNS的設計

7. CDN

資料一致性

05 擴展篇

1. 雲計算

IaaS、SaaS、PaaS、虛擬化技術、openstack、Serverlsess

2. 搜索引擎

Solr、Lucene、Nutch、Elasticsearch

3. 權限管理

Shiro

4. 區塊鏈

哈希演算法、Merkle樹、公鑰密碼演算法、共識演算法、Raft協議、Paxos 演算法與 Raft 演算法、拜占庭問題與演算法、訊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

超級賬本

5. 人工智慧

數學基礎、機器學習、人工神經網絡、深度學習、應用場景。

常用框架

TensorFlow、DeepLearning4J

6. 其他語言

Groovy、Python、Go、NodeJs、Swift、Rust

06 推薦書籍

《深入理解Java虛擬機》 

《Effective Java》 

《深入分析Java Web技術內幕》 

《大型網站技術架構》 

《代碼整潔之道》 

《Head First設計樣式》 

《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》 

《架構即未來》

作者 / 來源:Hollis(ID:hollischuang)

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Q: 你的“成神”進度條走到多少了?

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