Java零基礎到大神必經之路，你準備好了嗎？

作者 | Hollis

本文轉載自公眾號Hollis（ID：hollischuang）

基礎篇

01 面向對象

→ 什麼是面向對象

• 面向對象、面向過程
• 面向對象的三大基本特徵和五大基本原則

→ 平臺無關性

• Java 如何實現的平臺無關
• JVM 還支持哪些語言（Kotlin、Groovy、JRuby、Jython、Scala）

→ 值傳遞

• 值傳遞、引用傳遞
• 為什麼說 Java 中只有值傳遞

→ 封裝、繼承、多態

• 什麼是多態、方法重寫與重載
• Java 的繼承與實現
• 構造函數與默認構造函數
• 類變量、成員變量和局部變量
• 成員變量和方法作用域

02 Java 基礎知識

→ 基本數據類型

• 7 種基本數據類型：整型、浮點型、布爾型、字符型
• 整型中 byte、short、int、long 的取值範圍
• 什麼是浮點型？什麼是單精度和雙精度？為什麼不能用浮點型表示金額？

→ 自動拆裝箱

• 什麼是包裝類型、什麼是基本類型、什麼是自動拆裝箱
• Integer 的緩存機制

→ String

• 字符串的不可變性
• JDK 6 和 JDK 7 中 substring 的原理及區別、
• replaceFirst、replaceAll、replace 區別、
• String 對“+”的重載、字符串拼接的幾種方式和區別
• String.valueOf 和 Integer.toString 的區別、
• switch 對 String 的支持
• 字符串池、常量池（運行時常量池、Class 常量池）、intern

→ 熟悉 Java 中各種關鍵字

• transient、instanceof、final、static、volatile、synchronized、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
• Set 和 List 區別？Set 如何保證元素不重複？
• 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
• Collection 和 Collections 區別
• Arrays.asList 獲得的 List 使用時需要注意什麼
• Enumeration 和 Iterator 區別
• fail-fast 和 fail-safe
• CopyOnWriteArrayList、ConcurrentSkipListMap

→ 枚舉

• 枚舉的用法、枚舉的實現、枚舉與單例、Enum 類
• Java 枚舉如何比較
• switch 對枚舉的支持
• 枚舉的序列化如何實現
• 枚舉的線程安全性問題

→ IO

• 字符流、字節流、輸入流、輸出流、
• 同步、異步、阻塞、非阻塞、Linux 5 種 IO 模型
• BIO、NIO 和 AIO 的區別、三種 IO 的用法與原理、netty

→ 反射

• 反射與工廠模式、反射有什麼用
• Class 類、java.lang.reflect.*

→ 動態代理

• 靜態代理、動態代理
• 動態代理和反射的關係
• 動態代理的幾種實現方式
• AOP

→ 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、序列化與單例模式、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
• Spring 常用註解

→ JMS

• 什麼是 Java 消息服務、JMS 消息傳送模型

→ JMX

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

→ 泛型

• 泛型與繼承、類型擦除、泛型中 KTVE? object 等的含義、泛型各種用法
• 限定通配符和非限定通配符、上下界限定符 extends 和 super
• List 和原始類型 List 之間的區別?
• List> 和 List 之間的區別是什麼?

→ 單元測試

• junit、mock、mockito、內存數據庫（h2）

→ 正則表達式

• java.lang.util.regex.*

→ 常用的 Java 工具庫

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

→ API & SPI

• API、API 和 SPI 的關係和區別
• 如何定義 SPI、SPI 的實現原理

→ 異常

• 異常類型、正確處理異常、自定義異常
• Error 和 Exception
• 異常鏈、try-with-resources
• finally 和 return 的執行順序

→ 時間處理

• 時區、冬令時和夏令時、時間戳、Java 中時間 API
• 格林威治時間、CET,UTC,GMT,CST 幾種常見時間的含義和關係
• SimpleDateFormat 的線程安全性問題
• Java 8 中的時間處理
• 如何在東八區的計算機上獲取美國時間

→ 編碼方式

• Unicode、有了 Unicode 為啥還需要 UTF-8
• GBK、GB2312、GB18030 之間的區別
• UTF8、UTF16、UTF32 區別
• URL 編解碼、Big Endian 和 Little Endian
• 如何解決亂碼問題

→ 語法糖

• Java 中語法糖原理、解語法糖
• 語法糖：switch 支持 String 與枚舉、泛型、自動裝箱與拆箱、方法變長參數、枚舉、內部類、條件編譯、 斷言、數值字面量、for-each、try-with-resource、Lambda 表達式

03 閱讀源代碼

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

04 Java 併發編程

→ 併發與並行

• 什麼是併發、什麼是並行
• 併發與並行的區別

→ 什麼是線程，與進程的區別

• 線程的實現、線程的狀態、優先級、線程調度、創建線程的多種方式、守護線程
• 線程與進程的區別

→ 線程池

• 自己設計線程池、submit() 和 execute()、線程池原理
• 為什麼不允許使用 Executors 創建線程池

→ 線程安全

• 死鎖、死鎖如何排查、線程安全和內存模型的關係

→ 鎖

• CAS、樂觀鎖與悲觀鎖、數據庫相關鎖機制、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

• 什麼是死鎖
• 死鎖如何解決

→ synchronized

• synchronized 是如何實現的？
• synchronized 和 lock 之間關係、不使用 synchronized 如何實現一個線程安全的單例
• synchronized 和原子性、可見性和有序性之間的關係

→ volatile

• happens-before、內存屏障、編譯器指令重排和 CPU 指令重
• volatile 的實現原理
• volatile 和原子性、可見性和有序性之間的關係
• 有了 symchronized 為什麼還需要 volatile

→ sleep 和 wait

→ wait 和 notify

→ notify 和 notifyAll

→ ThreadLocal

→ 寫一個死鎖的程序

→ 寫代碼來解決生產者消費者問題

→ 並方包

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

底層篇

01 JVM

→ JVM 內存結構

• class 文件格式、運行時數據區：堆、棧、方法區、直接內存、運行時常量池、
• 堆和棧區別
• Java 中的對象一定在堆上分配嗎？

→ Java 內存模型

• 計算機內存模型、緩存一致性、MESI 協議
• 可見性、原子性、順序性、happens-before、
• 內存屏障、synchronized、volatile、final、鎖

→ 垃圾回收

• GC 算法：標記清除、引用計數、複製、標記壓縮、分代回收、增量式回收
• GC 參數、對象存活的判定、垃圾收集器（CMS、G1、ZGC、Epsilon）

→ JVM 參數及調優

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

→ Java 對象模型

• oop-klass、對象頭

→ HotSpot

• 即時編譯器、編譯優化

→ 虛擬機性能監控與故障處理工具

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

02 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）

03 編譯與反編譯

• 什麼是編譯（前端編譯、後端編譯）、什麼是反編譯
• JIT、JIT 優化（逃逸分析、棧上分配、標量替換、鎖優化）
• 編譯工具：javac
• 反編譯工具：javap 、jad 、CRF

進階篇

01 Java 底層知識

→ 字節碼、class 文件格式

→ CPU 緩存，L1，L2，L3 和偽共享

→ 尾遞歸

→ 位運算

• 用位運算實現加、減、乘、除、取餘

02 設計模式

• 設計模式的六大原則：
• 開閉原則（Open Close Principle）、里氏代換原則（Liskov Substitution Principle）、依賴倒轉原則（Dependence Inversion Principle）
• 接口隔離原則（Interface Segregation Principle）、迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle）、合成複用原則（Composite Reuse Principle）

→ 瞭解 23 種設計模式

• 創建型模式：單例模式、抽象工廠模式、建造者模式、工廠模式、原型模式。
• 結構型模式：適配器模式、橋接模式、裝飾模式、組合模式、外觀模式、享元模式、代理模式。
• 行為型模式：模版方法模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、中介者模式、備忘錄模式、解釋器模式（Interpreter 模式）、狀態模式、策略模式、職責鏈模式(責任鏈模式)、訪問者模式。

→ 會使用常用設計模式

• 單例的七種寫法：懶漢——線程不安全、懶漢——線程安全、餓漢、餓漢——變種、靜態內部類、枚舉、雙重校驗鎖
• 工廠模式、適配器模式、策略模式、模板方法模式、觀察者模式、外觀模式、代理模式等必會

→ 不用 synchronized 和 lock，實現線程安全的單例模式

→ 實現 AOP

→ 實現 IOC

→ nio 和 reactor 設計模式

03 網絡編程知識

→ 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

• http 中 get 和 post 區別
• 常見的 web 請求返回的狀態碼
• 404、302、301、500分別代表什麼

→ http/3

→ Java RMI，Socket，HttpClient

→ cookie 與 session

• cookie 被禁用，如何實現 session

→ 用 Java 寫一個簡單的靜態文件的 HTTP 服務器

→ 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

→ 進程間通訊的方式

→ 什麼是 CDN？如果實現？

→ DNS

• 什麼是 DNS 、記錄類型: A 記錄、CNAME 記錄、AAAA 記錄等
• 域名解析、根域名服務器
• DNS 汙染、DNS 劫持、公共 DNS：114 DNS、Google DNS、OpenDNS

→ 反向代理

• 正向代理、反向代理
• 反向代理服務器

04 框架知識

→ Servlet

• 生命週期
• 線程安全問題
• filter 和 listener
• web.xml 中常用配置及作用

→ Hibernate

• 什麼是 OR Mapping
• Hibernate 的懶加載
• Hibernate 的緩存機制
• Hibernate / Ibatis / MyBatis 之間的區別

→ Spring

• Bean 的初始化
• AOP 原理
• 實現 Spring 的IOC
• Spring 四種依賴注入方式

→ Spring MVC

• 什麼是 MVC
• Spring mvc 與 Struts mvc 的區別

→ Spring Boot

• Spring Boot 2.0、起步依賴、自動配置、
• Spring Boot 的 starter 原理，自己實現一個 starter

→ Spring Security

→ Spring Cloud

• 服務發現與註冊：Eureka、Zookeeper、Consul
• 負載均衡：Feign、Spring Cloud Loadbalance
• 服務配置：Spring Cloud Config
• 服務限流與熔斷：Hystrix
• 服務鏈路追蹤：Dapper
• 服務網關、安全、消息

05 應用服務器知識

→ JBoss

→ tomcat

→ jetty

→ Weblogic

06 工具

→ git & svn

→ maven & gradle

→ Intellij IDEA

• 常用插件：Maven Helper 、FindBugs-IDEA、阿里巴巴代碼規約檢測、GsonFormat
• Lombok plugin、.ignore、Mybatis plugin

高級篇

01 新技術

→ Java 8

• lambda 表達式、Stream API、時間 API

→ Java 9

• Jigsaw、Jshell、Reactive Streams

→ Java 10

• 局部變量類型推斷、G1 的並行 Full GC、ThreadLocal 握手機制

→ Java 11

• ZGC、Epsilon、增強 var

→ Spring 5

• 響應式編程

→ Spring Boot 2.0

→ HTTP/2

→ HTTP/3

02 性能優化

• 使用單例、使用 Future 模式、使用線程池
• 選擇就緒、減少上下文切換、減少鎖粒度、數據壓縮、結果緩存

03 線上問題分析

→ dump 獲取

• 線程 Dump、內存 Dump、gc 情況

→ dump 分析

• 分析死鎖、分析內存洩露

→ dump 分析及獲取工具

• jstack、jstat、jmap、jhat、Arthas

→ 自己編寫各種 outofmemory，stackoverflow 程序

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

→ Arthas

• jvm 相關、class/classloader 相關、monitor/watch/trace 相關、
• options、管道、後臺異步任務
• 文檔：https://alibaba.github.io/arthas/advanced-use.html

→ 常見問題解決思路

• 內存溢出、線程死鎖、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 程序響應很慢時如何查找問題
• 當一個 Java 程序頻繁 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
• 如何判斷是否存在內存洩露
• 使用 Arthas 快速排查 Spring Boot 應用404/401問題
• 使用 Arthas 排查線上應用日誌打滿問題
• 利用 Arthas 排查 Spring Boot 應用 NoSuchMethodError

04 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

• javap 、jad 、CRF

→ 即時編譯器

→ 編譯過程

• 詞法分析，語法分析（LL 算法，遞歸下降算法，LR 算法）
• 語義分析，運行時環境，中間代碼，代碼生成，代碼優化

05 操作系統知識

→ Linux 的常用命令

→ 進程間通信

→ 進程同步

• 生產者消費者問題、哲學家就餐問題、讀者寫者問題

→ 緩衝區溢出

→ 分段和分頁

→ 虛擬內存與主存

→ 虛擬內存管理

→ 換頁算法

06 數據庫知識

→ MySQL 執行引擎

→ MySQL 執行計劃

• 如何查看執行計劃，如何根據執行計劃進行 SQL 優化

→ 索引

• Hash 索引、B 樹索引（B+樹、和B樹、R樹）
• 普通索引、唯一索引
• 覆蓋索引、最左前綴原則、索引下推

→ SQL 優化

→ 數據庫事務和隔離級別

• 事務的隔離級別、事務能不能實現鎖的功能

→ 數據庫鎖

• 行鎖、表鎖、使用數據庫鎖實現樂觀鎖、

→ 連接

• 內連接，左連接，右連接

→ 數據庫主備搭建

→ binlog

→ redolog

→ 內存數據庫

• h2

→ 分庫分表

→ 讀寫分離

→ 常用的 NoSql 數據庫

• redis、memcached

→ 分別使用數據庫鎖、NoSql 實現分佈式鎖

→ 性能調優

→ 數據庫連接池

07 數據結構與算法知識

→ 簡單的數據結構

• 棧、隊列、鏈表、數組、哈希表、
• 棧和隊列的相同和不同之處
• 棧通常採用的兩種存儲結構

→ 樹

• 二叉樹、字典樹、平衡樹、排序樹、
• B 樹、B+ 樹、R 樹、多路樹、紅黑樹

→ 堆

• 大根堆、小根堆

→ 圖

• 有向圖、無向圖、拓撲

→ 排序算法

• 穩定的排序：冒泡排序、插入排序、雞尾酒排序、桶排序、計數排序、歸併排序、原地歸併排序、二叉排序樹排序、鴿巢排序、基數排序、侏儒排序、圖書館排序、塊排序
• 不穩定的排序：選擇排序、希爾排序、Clover 排序算法、梳排序、堆排序、平滑排序、快速排序、內省排序、耐心排序
• 各種排序算法和時間複雜度

→ 兩個棧實現隊列，和兩個隊列實現棧

→ 深度優先和廣度優先搜索

→ 全排列、貪心算法、KMP 算法、hash 算法

→ 海量數據處理

• 分治，hash 映射，堆排序，雙層桶劃分，Bloom Filter，bitmap，數據庫索引，mapreduce 等。

08 大數據知識

→ 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 模式運行調試 storm topology。

→ Hadoop，離線計算

• HDFS、MapReduce

→ 分佈式日誌收集 flume，kafka，logstash

→ 數據挖掘，mahout

09 網絡安全知識

→ XSS

• XSS 的防禦

→ CSRF

→ 注入攻擊

• SQL 注入、XML 注入、CRLF 注入

→ 文件上傳漏洞

→ 加密與解密

• 對稱加密、非對稱加密、哈希算法、加鹽哈希算法
• MD5，SHA1、DES、AES、RSA、DSA
• 彩虹表

→ DDOS攻擊

• DOS 攻擊、DDOS 攻擊
• memcached 為什麼可以導致 DDos 攻擊、什麼是反射型 DDoS
• 如何通過 Hash 碰撞進行 DOS 攻擊

→ SSL、TLS，HTTPS

→ 用 openssl 籤一個證書部署到 apache 或 nginx

架構篇

01 分佈式

• 數據一致性、服務治理、服務降級

→ 分佈式事務

• 2PC、3PC、CAP、BASE、 可靠消息最終一致性、最大努力通知、TCC

→ Dubbo

• 服務註冊、服務發現，服務治理
• http://dubbo.apache.org/zh-cn/

→ 分佈式數據庫

• 怎樣打造一個分佈式數據庫、什麼時候需要分佈式數據庫、
• mycat、otter、HBase

→ 分佈式文件系統

• mfs、fastdfs

→ 分佈式緩存

• 緩存一致性、緩存命中率、緩存冗餘

→ 限流降級

• Hystrix、Sentinal

→ 算法

• 共識算法、Raft 協議、Paxos 算法與 Raft 算法、
• 拜占庭問題與算法、2PC、3PC

02 微服務

• SOA、康威定律

→ ServiceMesh

• sidecar

→ Docker & Kubernets

→ Spring Boot

→ Spring Cloud

03 高併發

→ 分庫分表

→ CDN 技術

→ 消息隊列

• ActiveMQ

04 監控

→ 監控什麼

• CPU、內存、磁盤 I/O、網絡 I/O 等

→ 監控手段

• 進程監控、語義監控、機器資源監控、數據波動

→ 監控數據採集

• 日誌、埋點

→ Dapper

05 負載均衡

• tomcat 負載均衡、Nginx 負載均衡
• 四層負載均衡、七層負載均衡

06 DNS

• DNS 原理、DNS 的設計

07 CDN

• 數據一致性

擴展篇

01 雲計算

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

02 搜索引擎

• Solr、Lucene、Nutch、Elasticsearch

03 權限管理

• Shiro

04 區塊鏈

• 哈希算法、Merkle 樹、公鑰密碼算法、共識算法、
• Raft 協議、Paxos 算法與 Raft 算法、拜占庭問題與算法、消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

05 人工智能

• 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

06 loT

07 量子計算

08 AR & VR

09 其他語言

• Groovy、Python、Go、NodeJs、Swift、Rust

今天就到這裡啦，喜歡編程的小夥伴可以關注我哦！有學習方面的問題可以私信回覆：學習！