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## To Be Top Javaer  -  Java工程师成神之路

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分章分节介绍所有知识点，详见[目录](/catalog/catalog.md)。欢迎关注。

| 主要版本 | 更新时间       | 备注             |
| ---- | ---------- | -------------- |
| v1.0 | 2015-08-01 | 首次发布           |
| v1.1 | 2018-03-12 | 增加新技术知识、完善知识体系 |
| v1.2 | 2019-02-19 | 结构调整，更适合从入门到精通，进一步完善知识体系 |

## 一、基础篇

### 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

### Java基础知识

#### 基本数据类型

7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、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、

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

#### Java IO&Java NIO，并学会使用

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

#### Java反射与javassist

反射与工厂模式、 `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

#### 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

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

#### 时间处理

时区、冬令时和夏令时、时间戳、Java中时间API

SimpleDateFormat的线程安全性问题

Java 8中的时间处理

#### 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、

### 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、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

#### 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

### 并发包

#### 阅读源代码，并学会使用

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

## 二、底层篇

### 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

### 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）

### 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

## 三、 进阶篇

### 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

### 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

### 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

### 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

### 应用服务器知识

#### JBoss

#### tomcat

#### jetty

#### Weblogic

### 工具

#### git & svn

#### maven & gradle

## 四、 高级篇

### 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

### 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

### 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

### 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

### 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

### 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

### 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

### 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

### 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

## 五、架构篇

### 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

### 微服务

SOA、康威定律

#### ServiceMesh

#### Docker & Kubernets

#### Spring Boot

#### Spring Cloud

### 高并发

#### 分库分表

#### CDN技术

#### 消息队列

ActiveMQ

### 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

tomcat负载均衡、Nginx负载均衡

### DNS

DNS原理、DNS的设计

### CDN

数据一致性

## 六、 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

### 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》

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