README.md · powerWriter/toBeTopJavaer

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## To Be Top Javaer  -  Java工程师成神之路

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| 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 |
| v2.0 | 2019-02-19 | 结构调整，更适合从入门到精通；<br>进一步完善知识体系； <br>新技术补充；|

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[全套思维导图](/mind-map.md)

## 一、基础篇

### 面向对象

#### 什么是面向对象

[面向对象、面向过程](/basics/java-basic/object-oriented-vs-procedure-oriented.md)

[面向对象的三大基本特征](/basics/java-basic/characteristics.md)和[五大基本原则](/basics/java-basic/principle.md)

#### 平台无关性

[Java如何实现的平台无关性的](/basics/java-basic/platform-independent.md)

[JVM还支持哪些语言（Kotlin、Groovy、JRuby、Jython、Scala）](/basics/java-basic/jvm-language.md)

#### 值传递

[值传递、引用传递](/basics/java-basic/java-pass-by.md)

[为什么说Java中只有值传递](/basics/java-basic/java-pass-by.md)

#### 封装、继承、多态

[什么是多态](/basics/java-basic/polymorphism.md)、[方法重写与重载](/basics/java-basic/overloading-vs-overriding.md)

Java的继承与实现

[Java的继承与组合](/basics/java-basic/inheritance-composition.md)

[构造函数与默认构造函数](/basics/java-basic/constructor.md)

[类变量、成员变量和局部变量](/basics/java-basic/variable.md)

[成员变量和方法作用域](/basics/java-basic/scope.md)

### 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](/basics/java-basic/basic-data-types.md)

[整型中byte、short、int、long的取值范围](/basics/java-basic/integer-scope.md)

[什么是浮点型？](/basics/java-basic/float.md)

[什么是单精度和双精度？](/basics/java-basic/single-double-float.md)

[为什么不能用浮点型表示金额？](/basics/java-basic/float-amount.md)

#### 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](/basics/java-basic/boxing-unboxing.md)

[Integer的缓存机制](/basics/java-basic/integer-cache.md)

#### String

[字符串的不可变性](/basics/java-basic/final-string.md)

[JDK 6和JDK 7中substring的原理及区别](/basics/java-basic/substring.md)

replaceFirst、replaceAll、replace区别、

[String对“+”的重载](/basics/java-basic/string-append.md)

[字符串拼接的几种方式和区别](/basics/java-basic/string-concat.md)

[String.valueOf和Integer.toString的区别](/basics/java-basic/value-of-vs-to-string.md)

[switch对String的支持](/basics/java-basic/switch-string.md)

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](/basics/java-basic/arraylist-vs-linkedlist-vs-vector.md)

[SynchronizedList和Vector的区别](/basics/java-basic/synchronizedlist-vector.md)、

[HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap区别](/basics/java-basic/HashMap-HashTable-ConcurrentHashMap.md)

[Set和List区别？](/basics/java-basic/set-vs-list.md)

[Set如何保证元素不重复?](/basics/java-basic/set-repetition.md)

[Java 8中stream相关用法](/basics/java-basic/stream.md)、

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](/basics/java-basic/Collection-vs-Collections.md)

[Arrays.asList获得的List使用时需要注意什么](/basics/java-basic/Arrays-asList.md)

[Enumeration和Iterator区别](/basics/java-basic/Enumeration-vs-Iterator.md)

[fail-fast 和 fail-safe](/basics/java-basic/fail-fast-vs-fail-safe.md)

[CopyOnWriteArrayList](/basics/java-basic/CopyOnWriteArrayList.md)

[ConcurrentSkipListMap](/basics/java-basic/ConcurrentSkipListMap.md)

#### 枚举

[枚举的用法](/basics/java-basic/enum-usage.md)

[枚举的实现](/basics/java-basic/enum-impl.md)

[枚举与单例](/basics/java-basic/enum-singleton.md)、Enum类

[Java枚举如何比较](/basics/java-basic/enum-compare.md)

[switch对枚举的支持](/basics/java-basic/enum-switch.md)

[枚举的序列化如何实现](/basics/java-basic/enum-serializable.md)

[枚举的线程安全性问题](/basics/java-basic/enum-thread-safe.md)

#### IO

[字符流、字节流](/basics/java-basic/byte-stream-vs-character-stream.md)、[输入流、输出流](/basics/java-basic/input-stream-vs-output-stream.md)

[同步、异步](/basics/java-basic/synchronized-vs-asynchronization.md)、[阻塞、非阻塞](/basics/java-basic/block-vs-non-blocking.md)、[Linux 5种IO模型](/basics/java-basic/linux-io.md)

[BIO、NIO和AIO的区别、三种IO的用法与原理](/basics/java-basic/bio-vs-nio-vs-aio.md)、netty

#### Java反射与javassist

[反射](/basics/java-basic/reflection.md)与工厂模式、 [反射有什么作用](/basics/java-basic/usage-of-reflection.md)

[Class类](/basics/java-basic/Class.md)

`java.lang.reflect.*`

#### 动态代理

[静态代理](/basics/java-basic/static-proxy.md)、[动态代理](/basics/java-basic/dynamic-proxy.md)

[动态代理和反射的关系](/basics/java-basic/dynamic-proxy-vs-reflection.md)

[动态代理的几种实现方式](/basics/java-basic/dynamic-proxy-implementation.md)

[AOP](/basics/java-basic/aop-vs-proxy.md)

#### 序列化

[什么是序列化与反序列化](/basics/java-basic/serialize.md)、为什么序列化、[序列化底层原理](/basics/java-basic/serialize-principle.md)、[序列化与单例模式](/basics/java-basic/serialize-singleton.md)、protobuf、为什么说序列化并不安全

#### 注解

[元注解](/basics/java-basic/meta-annotation.md)、[自定义注解](/basics/java-basic/custom-annotation.md)、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？](/basics/java-basic/create-annotation.md)

[Spring常用注解](/basics/java-basic/annotation-in-spring.md)

#### 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](/basics/java-basic/k-t-v-e.md)、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<Object>和原始类型List之间的区别?](/basics/java-basic/genericity-list.md)

[List<?>和List<Object>之间的区别是什么?](/basics/java-basic/genericity-list-wildcard.md)

#### 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`

#### API&SPI

API、[API和SPI的关系和区别](/basics/java-basic/api-vs-spi.md)

[如何定义SPI](/basics/java-basic/create-spi.md)、[SPI的实现原理](/basics/java-basic/spi-principle.md)

#### 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

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

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

#### 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

什么是并发

什么是并行

并发与并行的区别

#### 线程

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

线程与进程的区别

#### 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？](/basics/java-basic/deadlock-java-level.md)、死锁如何排查、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

死锁的原因

死锁的解决办法

#### synchronized

[synchronized是如何实现的？](/basics/java-basic/synchronized.md)

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指令重排

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

Arthas

### 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

设计模式的六大原则：

开闭原则（Open Close Principle）、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

#### 了解23种设计模式

创建型模式：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（Interpreter模式）、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)、访问者模式。

#### 会使用常用设计模式

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

工厂模式、适配器模式、策略模式、模板方法模式、观察者模式、外观模式、代理模式等必会

#### 不用synchronized和lock，实现线程安全的单例模式

#### 实现AOP

#### 实现IOC

#### 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之间的区别

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

#### http/3

#### 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

#### 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？

#### 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

#### 反向代理

正向代理、反向代理

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

#### 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

#### 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

#### 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

## 四、 高级篇

### 新技术

#### Java 8

lambda表达式、Stream API、时间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

#### Java 11

ZGC、Epsilon、增强var、

#### 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

### 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

#### dump分析及获取工具

jstack、jstat、jmap、jhat、Arthas

#### 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

文档：https://alibaba.github.io/arthas/advanced-use.html

#### 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

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

#### 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

#### 进程间通信

#### 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（B+树、和B树、R树）

普通索引、唯一索引

覆盖索引、最左前缀原则、索引下推

#### SQL优化

#### 数据库事务和隔离级别

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、

#### 连接

内连接，左连接，右连接

#### 数据库主备搭建

#### binlog

#### redolog

#### 内存数据库

#### 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

栈、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

#### 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

#### 堆

大根堆、小根堆

#### 图

有向图、无向图、拓扑

#### 排序算法

稳定的排序：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：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

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

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

#### 两个栈实现队列，和两个队列实现栈

### 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

#### 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

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

#### 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

http://dubbo.apache.org/zh-cn/

#### 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

Hystrix、Sentinal

#### 算法

共识算法、Raft协议、Paxos 算法与 Raft 算法、拜占庭问题与算法

2PC、3PC

### 微服务

SOA、康威定律

#### ServiceMesh

sidecar

#### 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

四层负载均衡、七层负载均衡

### 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

### IoT

### 量子计算

### AR & VR

### 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》 
《架构整洁之道》 
《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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