Java大纲

Java存活路线

一阶段：Java 进阶必备技术栈

01 项目性能优化

• 性能问题分析理论：3S 定理

• 性能指标：RT、TPS、并发数…

• 压测监控平台：Docker、InfluxDB、Grafana、Prometheus 和 node_exporter 环境搭建

• 梯度压测：分析接口性能瓶颈

• 分布式压测：构建百万次请求的压力

• 服务容器优化：Tomcat、I/O 模型、Undertow 调优

• 数据库调优：影响数据库性能因素

• OpenResty 调优

• 多级缓存调优

• JVM 调优

02 JVM虚拟机

• JVM 基本常识与整体架构

• 类加载子系统：加载时机、加载过程

• 类加载器详解

• JVM 加载机制剖析：一个类的一生

• 双亲委派与打破双亲委派

• 自定义类加载器

• JVM 运行时数据区：堆、虚拟机栈、本地方法栈、方法区、字符串常量池、程序计数器

• JVM 内存模型变迁

• 栈帧剖析与栈异常案例

• 字符串常量池如何存储和查找数据

• 方法区存储什么，永久代与元空间是什么关系

• 一个对象的一辈子：对象创建流程与内存分配

• 对象怎样才会进入老年代？内存担保机制

• 解剖对象这只小麻雀：对象内存布局，对象头 Header 的 MarkWord 和 KlassPoint

• 如何定位一个对象

• GC 基本原理：什么是垃圾、如何找到垃圾、如何清除垃圾、用什么清除垃圾

• 垃圾收集器剖析：Parallel、Serial、CMS、G1、ZGC

• Minor GC 、Major GC 和 Full GC

• JVM 核心参数：标准参数、非标准参数、不稳定参数

• JVM 常用指令：jps、jstat、jinfo、jhat、jmap

• JVM 调优工具：VisualVM、GC Easy、PerfMa、MAT

• GC 日志分析

• GC 日志分析工具

• 内存溢出与泄露案例

• 检测死锁案例

• JVM 调优实战案例：

• 堆内存和元空间优化

• 堆栈优化

• 吞吐量优先策略

• 响应时间优先策略

• G1 全功能垃圾收集策略

• JVM调优实战案例

  • • 堆内存和元空间优化
  • 堆栈优化
  • 吞吐量优先策略
  • 响应时间优先策略
  • G1 全功能垃圾收集策略

03 多线程与并发编程

• 线程和进程、并发与并行、上下文切换

• 多线程并发中的线程安全问题

• 多线程并发的三个特性：原子性、可见性、顺序性分析

• 指令重排序、happens-before 规则

• JMM 模型深度剖析：JSR-133: Java Memory Model and Thread Specification

• Synchronized 原理分析

• 锁优化&锁升级

• Volatile 原理与源码分析

• 多线程在 JVM 中的实现原理剖析

• CAS 算法和 ABA 问题

• 显示锁和 AQS 底层原理分析

• AQS 共享锁实现原理

• ReentrantLock 重入锁源码分析

• ReentrantReadWriteLock 读写锁

• 并发容器深度剖析

• CAS 原子操作及相关类

  • 基本数据类型：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean

  • 数组：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray

  • 引用类型：AtomicReference

• 并发编程工具掌握：CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier

• Future 和 FutureTask

• 线程池工作原理

• ThreadLocal 底层原理

04 网络编程

• 网络通信协议：TCP/IP 协议集

• TCP/IP 五层模型和 OSI 模型详解

• TCP 三次握手和四次挥手机制

• TCP 与 UDP 协议

• 从输入 URL 地址到显示网页经历了哪些过程

• HTTP/1.0 与 HTTP/1.1 的区别

• URI 与 URL 的区别

• HTTP 与 HTTPS 的区别

• 同步和异步、阻塞和非阻塞

• 五种 I/O 模型：阻塞 I/O 模型、非阻塞 I/O 模型、多路复用 I/O 模型、信号驱动 I/O 模型、异步 I/O 模型

• JAVA 网络编程模型：BIO、NIO、AIO

• NIO 多路复用深入剖析：Selector、Channel 与 SelectionKey

• NIO 案例 01：客户端与服务器之间通信

• NIO 案例 02：网络聊天室 V1.0

• Netty 总体架构设计

• Netty 线程模型：单线程、多线程与 Netty 线程模型

• Netty 核心组件：Bootstrap、EventLoopGroup、Channel 与 ChannelHandlerContext 等

• Netty 案例 03：客户端与服务器之间通信

• Netty 案例 04：网络聊天室 V2.0

• Netty 编解码器

• RPC 通信原理

• RPC 的设计架构与思想

• RPC 架构完整调用流程

• 案例 05：手写一个 RPC 框架 HeroRPC

• 案例 06：手写一个 Tomcat

• 案例 07：600W+ 连接网络应用实战

二阶段：海量数据存储专题

01MySQL进阶

• MySQL 应用架构：内存结构、磁盘结构

• MySQL 体系架构

• MySQL 运行机制

• 一条 SQL 语句的完整执行流程

• Buffer Pool

• 日志缓冲

• 内存数据落盘

• CheckPoint

• Double Write

• 存储引擎原理：InnoDB、MyISAM

• 索引的数据结构：B+ 树、为什么不用红黑树、二叉树、B 树？

• 索引原理

• 索引分析与优化建议

• 索引下推 ICP

• 聚簇索引，辅助索引

• 查询分析与优化

• 事务 ACID 特性

• 事务控制的演进

• 事务隔离级别

• LBCC 与 MVCC

• ReadView：快照读、当前读

• 版本链

• 日志：Undo log、redo log、binlog

• 锁：全局锁、表锁、行锁【记录锁、间隙锁、临键锁、插入意向锁】、读锁、写锁

• 复杂 SQL 加锁分析

• 死锁原理

02 海量数据存储与优化

• 数据库压力测试

• 数据库的连接池优化

• SQL 语句优化：执行计划

• 索引优化

• Limit 优化

• 子查询优化

• SQL 语句性能分析

• 慢查询日志

• 线程使用情况分析

• 集群架构设计

• 主从模式高可用

• 双主模式

• 分库分表

• 分库分表实战

• ShardingSphere

• Sharding-JDBC

• 数据分片剖析实战

• 读写分离剖析实战

• 分布式事务剖析实战

• Sharding-Proxy 实战

• Sharding Sphere 源码分析

• MyCat 核心概念

• MyCat 架构剖析

• MyCat 配置详解

• MyCat 管理命令详解

• MyCat 分片规则详解

• MyCat 分库分表

• MyCat 读写分离

• MyCat 强制路由

• MyCat 注解技术

• MyCat 核心技术分析

• MyCat 分布式事务的实现

• MyCat SQL 路由的实现

• MyCat 跨库 JSON 的实现

• MyCat 数据汇聚和排序的实现

03 MongoDB

• MongoDB 体系结构

• MongoDB 存储原理

• MongoDB 存储引擎

• MongoDB 索引和 explain 分析

• MongoDB 索引底层原理分析

• MongoDB 主备切换

• MongoDB 企业实战

• MongoDB 集群高可用

• 复制集 replica sets

• 分片集群 Shard Cluster

• MongoDB 安全认证

• 监控服务（Mong oOps Manager）

• MongoDB 备份

04 FastDFS

• 分布式文件系统

• FastDFS 特性

• FastDFS 的构成

• Linux 下 FastDFS 的安装

• Java 访问 FastDFS

• FastDFS 系统架构

• FastDFS 功能原理

• FastDFS 集群和配置优化

• FastDFS 企业实战

• Spring Boot 访问 FastDFS

三阶段：常用开发框架解读专题

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01 Spring 源码

• Spring 源码阅读前沿

• Spring 创建对象代码演变及 IoC 容器初始化

• 手写一个 Spring 框架案例

• Spring 面向对象 OOAD 和七大设计原则

• Spring-IoC 模块的面向对象设计

• Spring 面向对象方式手写 IoC 流程

• Spring-IoC 源码阅读

• Spring-AOP 核心概念以及动态代理原理

• Spring-AOP 三大核心流程图解

• Spring-AOP 源码阅读

• Spring 中的设计模式：责任链模式与反射调用

02 Spring MVC 源码

• 手写一个 Spring MVC Web 应用框架

• Spring MVC 应用框架架构解析

• 手写一个 Spring 框架案例

• 图解 Spring MVC 执行流程

• Spring MVC 源码阅读

• 解析 RequestMappingAdapter 流程

03 Spring Boot 应用

• Spring Boot 与 Spring 的区别与联系

• Spring Boot 启动流程源码解析

• yml 配置文件加载流程解析

• 图解 Spring Boot 自动配置流程

• Spring Boot&Redis&MyBatis 整合源码解析

• 使用自定义 starter 完成案例

04 MyBatis 源码

• 采用面向的对象方式手写一个 MyBatis 框架

• 解析 MyBatis 版本配置文件及对应存储类分析

• MyBatis-SqlSession 执行流程解析

• MyBatis-Mapper 代理底层原理解析

05 Tomcat 源码

• Tomcat 底层原理解析

• 搭建 Tomcat 源码环境

• 手写 Tomcat 源码

• 阅读解析 Tomcat 启动流程

• Tomcat 加载、创建 Servlet 流程源码解读

• 解析 Tomcat 请求处理流程

06 Nginx 应用

• Nginx 使用原理解析

• Web Server 技术选型

• 详解 Nginx 配置文件

• Nginx 请求定位之 server 定位

• Nginx 请求定位之 location 定位

• Nginx 应用之 rewrite 重定向

• Nginx 应用实战之静态资源服务器

• Nginx 应用实战之反向代理应用

• Nginx 应用实战之负载均衡

• Nginx 应用实战之动静分离

• Nginx 应用实战之虚拟主机应用

• Nginx 应用实战之缓存配置

• Nginx 应用实战之日志管理

四阶段：分布式缓存&搜索专题

01 Redis

• Redis 底层数据结构的空间使用情况、时间复杂度

• 数据结构原理与场景实战

• Redis 网络模型：阻塞&非阻塞

• 用户态&内核态

• I/O 多路复用

• Redis 单线程

• Redis RESP 通信协议

• Redis 的内存淘汰、内存布局、key 过期机制

• Redis 最佳实践：key 设计原则，bigkey、hotkey 的发现方式和避免手段

• Redis 批处理的场景和不足，分析 Redis 数据安全问题。

• Redis 服务端优化之持久化原理和常见配置

• Redis 服务端优化之命令安全、内存安全配置

• Redis 运维之主从同步、哨兵、集群分片实现原理

• Redis 场景实战

02 Elasticsearch

• Elasticsearch 倒排索引

• FOR 算法、RoaringBitMap 算法原理

• 前缀树、FST 原理解析

• Elasticsearch 之集群分片

• Elasticsearch 全文搜索 match、精准查询 term

• Elasticsearch 过滤器

• Elasticsearch 组合查询、模糊查询

• scriptings 脚本

• Elasticsearch 分词过滤

• Elasticsearch 文档

• 外部词库更新

• 分词器 tokenizer

• Elasticsearch 聚合查询

• Elasticsearch 场景实战

五阶段：消息队列专题

01 消息中间件介绍

• 消息中间件使用场景

• 消息中间件需要解决的问题

• 消息中间件选型

• 领域模型介绍

• RocketMQ 环境搭建、Debug 调试

02 RocketMQ 实战

• 消息发送 API 详解与版本变迁说明

• 消息发送核心参数与工作原理

• 消息发送常见错误与解决方案

• 事务消息以及定时消息发送实战

• 消息消费 API 详解与版本变迁说明

• DefaultMQPushConsumer 核心参数与工作原理

• DefaultMQPushConsumer 使用示例与注意事项

• 结合应用场景学习 DefaultMQPushConsumer

• 消息过滤实战

• 消息消费积压问题排查实战

• 订阅关系不一致实战

• 批量消费实战

03 RocketMQ 原理应用

• Broker 启动流程分析

• NameServer 路由注册机制

• 生产者的发送消息流程

• 消费者的接收消息流程

• 消息的可靠性应该如何保证

• 不同消息的有序性如何解决

• Broker 接收消息的处理流程

04 RocketMQ 高级特性

• 消息在 Broker 端的文件布局

• 消息存储的高效与刷盘策略

• Broker 快速读取消息机制

• 文件恢复与 CheckPoint 机制

• 消息大量堆积了该怎么办

• 部署架构与高可用机制

• NameServer 的设计理念

05 Kafka 实战

• Kafka 基础架构运行流程

• 生产者选择分区发送数据流程

• 生产者发送数据的可靠性保证

• 服务端的消息处理架构模型

• 服务端消息存储的文件布局

• 如何保证服务端数据的一致性

• 消费方如何消费数据/消费分区

• Kafka 该如何实现顺序消费

• 消费者组重平衡流程解析

• Kafka 有哪些高性能的设计

• Kafka 与 RocketMQ 的主流功能对比

六阶段：微服务前沿技术栈专题

01 体系介绍

• Nacos Registry
• Nacos Config
• OpenFeign
• Gateway
• Dubbo
• Sentinel
• Seata

02 Spring Cloud 最佳实践

• Provider + Consumer + Eureka 服务搭建

• Provider + Consumer + Nacos 服务搭建

• Consumer + Provider + Nginx 集群搭建

03 Nacos 注册与发现

• Nacos 服务注册案例搭建

• Nacos 服务订阅案例搭建

• Nacos Client 发起注册流程

• Nacos Server 处理注册流程

• Nacos Client 发起订阅流程

• Nacos 心跳与剔除机制

04 Nacos 配置中心

• Nacos Config 动态更新端口案例搭建

• Nacos Config 动态更新配置案例搭建

• Nacos 配置中心源码分析

• Nacos 动态更新机制

• Nacos UDP 通知更新机制

• Nacos 集群同步源码分析之 CP + AP 模式

• Nacos 集群同步 Distro 一致性协议

• Nacos 集群同步 Raft 一致性协议

05 OpenFeign 负载均衡

• Ribbon 工程案例搭建

• OpenFeign 负载均衡与降级案例搭建

• OpenFeign 源码分析之 @FeignClient 注解扫描机制

• OpenFeign 源码分析之 Feign 的上下文隔离机制

06 Gateway 网关路由

• Gateway 路由案例搭建

• 自定义拦截过滤

• 转发重定向机制

07 Sentinel 限流降级

• Sentinel 手动设置限流/降级案例搭建

• Sentinel 接入 Nacos 案例搭建

• 探索 Sentinel 规则持久化机制

• 联动 Sentinel 与 Nacos 的持久化实现

• 核心 SphU.entry 源码分析

• ProcessorSlotChain 过滤器链流程

• StatisticSlot 核心处理逻辑分水岭

08 Dubbo 服务调用框架

• Dubbo 工程案例环境搭建

• Provider & Consumer 案例搭建

• 依赖检查 & 负载均衡案例搭建

• 广播调用 & 缓存操作案例搭建

• 点对点调用案例搭建

• 泛化调用案例搭建

• Dubbo 源码分析

• JDK SPI 与 Dubbo SPI 机制

• Dubbo 服务发布流程

• Dubbo 服务订阅流程

• Dubbo Wrapper 机制

• Dubbo 协议编解码

七阶段：持续集成与容器化专题

01 CI/CD、DevOps

• 软件生命周期概念

• CI/CD 概念

• DevOps 概念

• 搭建实验环境

• 初识 Jenkins

• Jekins 集成 Maven 构建 Java 应用程序

• Jekins 集成 Git 搭建 GitLab 服务器

• Jenkins 集成 GitLab 管理 Java 应用程序

• Jenkins Security 用户角色管理

• Jenkins 自动化任务

• Jenkins 流水线 Pipeline

• Jenkins 实战之集成 Ansible

• Jenkins 实战之搭建 CI/CD 流水线

02 Docker

• Jenkins 基础&安装流程

• 虚拟化技术 vs 容器化原理

• Docker client 命令详解

• Docker 交互指令

• Docker 镜像概念

• Docker 实战部署 Web 服务

• Docker-compose 部署多容器应用

• Docker 进阶：container 概念详解

• Docker 进阶：network 概念详解

• Docker 进阶：image 概念详解

• Docker 进阶：volume 概念详解

• Docker Swarm：微服务项目容器化部署

• Docker compose vs Docker Swarm

• Docker 私服搭建

03 Kubernetes

• K8s 集群搭建

• Harbor 仓库搭建

• K8s 基本指令入门

• K8s 核心组件原理

• K8s 网络原理

• K8s 负载均衡

• POD 调度详解、重启策略

• 容器探针

• POD 核心原理剖析

• Ingress 七层负载君合实战方案

• ReplicaSet 剖析

• configmap 资源对象剖析

• K8s 存储解析

• PVC 和 PV 深度剖析

• headless Service 原理解析

• statefulSet 原理解析

• 有状态服务部署