Java工程師成神之路~

hollischuang發表於2015-12-08
Java工程師

　一、基礎篇

　　1.1 JVM

　　1.1.1. Java記憶體模型，Java記憶體管理，Java堆和棧，垃圾回收

http://www.jcp.org/en/jsr/detail?id=133
http://ifeve.com/jmm-faq/

　　1.1.2. 瞭解JVM各種引數及調優

　　1.1.3. 學習使用Java工具

jps, jstack, jmap, jconsole, jinfo, jhat, javap, …
http://kenai.com/projects/btrace
http://www.crashub.org/
https://github.com/taobao/TProfiler
https://github.com/CSUG/HouseMD
http://wiki.cyclopsgroup.org/jmxterm
https://github.com/jlusdy/TBJMap

　　1.1.4. 學習Java診斷工具

http://www.eclipse.org/mat/
http://visualvm.java.net/oqlhelp.html

　　1.1.5. 自己編寫各種outofmemory，stackoverflow程式

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

　　1.1.6. 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詢問題
當一個Java程式頻繁FullGC時如何解決問題，如何檢視垃圾回收日誌
當一個Java應用發生OutOfMemory時該如何解決，年輕代、年老代、永久代解決辦法不同，導致原因也不同

　　1.1.7. 參考資料

http://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/
http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/
http://gee.cs.oswego.edu/dl/jmm/cookbook.html

　　1.2. Java基礎知識

　　1.2.1. 閱讀原始碼

java.lang.String
java.lang.Integer
java.lang.Long
java.lang.Enum
java.math.BigDecimal
java.lang.ThreadLocal
java.lang.ClassLoader & java.net.URLClassLoader
java.util.ArrayList & java.util.LinkedList
java.util.HashMap & java.util.LinkedHashMap & java.util.TreeMap
java.util.HashSet & java.util.LinkedHashSet & java.util.TreeSet

　　1.2.2. 熟悉Java中各種變數型別

　　1.2.3. 熟悉Java String的使用，熟悉String的各種函式

　　1.2.4. 熟悉Java中各種關鍵字

　　1.2.5. 學會使用List，Map，Stack，Queue，Set

上述資料結構的遍歷
上述資料結構的使用場景
Java實現對Array/List排序
java.uti.Arrays.sort()
java.util.Collections.sort()
Java實現對List去重
Java實現對List去重，並且需要保留資料原始的出現順序
Java實現最近最少使用cache，用LinkedHashMap

　　1.2.6. Java IO&Java NIO，並學會使用

java.io.*
java.nio.*
nio和reactor設計模式
檔案編碼，字符集

　　1.2.7. Java反射與javassist

反射與工廠模式
java.lang.reflect.*

　　1.2.8. Java序列化

java.io. Serializable
什麼是序列化，為什麼序列化
序列化與單例模式
google序列化protobuf

　　1.2.9. 虛引用，弱引用，軟引用

java.lang.ref.*
實驗這些引用的回收

　　1.2.10. 熟悉Java系統屬性

java.util.Properties

　　1.2.11. 熟悉Annotation用法

java.lang.annotation.*

　　1.2.12. JMS

javax.jms.*

　　1.2.13. JMX

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

　　1.2.14. 泛型和繼承，泛型和擦除

　　1.2.15. 自動拆箱裝箱與位元組碼

　　1.2.16. 實現Callback

　　1.2.17. java.lang.Void類使用

　　1.2.18. Java Agent，premain函式

java.lang.instrument

　　1.2.19. 單元測試

Junit，http://junit.org/
Jmockit，https://code.google.com/p/jmockit/
djUnit，http://works.dgic.co.jp/djunit/

　　1.2.20. Java實現通過正規表示式提取一段文字中的電子郵件，並將@替換為#輸出

java.lang.util.regex.*

　　1.2.21. 學習使用常用的Java工具庫

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

　　1.2.22. 什麼是API&SPI

http://en.wikipedia.org/wiki/Application_programming_interface
http://en.wikipedia.org/wiki/Service_provider_interface

　　1.2.23. 參考資料

JDK src.zip 原始碼
http://openjdk.java.net/
http://commons.apache.org/
https://code.google.com/p/guava-libraries/
http://netty.io/
http://stackoverflow.com/questions/2954372/difference-between-spi-and-api
http://stackoverflow.com/questions/11404230/how-to-implement-the-api-spi-pattern-in-java

　　1.3. Java併發程式設計

　　1.3.1. 閱讀原始碼，並學會使用

java.lang.Thread
java.lang.Runnable
java.util.concurrent.Callable
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock
java.util.concurrent.atomic.Atomic*
java.util.concurrent.Semaphore
java.util.concurrent.CountDownLatch
java.util.concurrent.CyclicBarrier
java.util.concurrent.ConcurrentHashMap
java.util.concurrent.Executors

　　1.3.2. 學習使用執行緒池，自己設計執行緒池需要注意什麼

　　1.3.3. 鎖

什麼是鎖，鎖的種類有哪些，每種鎖有什麼特點，適用場景是什麼
在併發程式設計中鎖的意義是什麼

　　1.3.4. synchronized的作用是什麼，synchronized和lock

　　1.3.5. sleep和wait

　　1.3.6. wait和notify

　　1.3.7. 寫一個死鎖的程式

　　1.3.8. 什麼是守護執行緒，守護執行緒和非守護執行緒的區別以及用法

　　1.3.9. volatile關鍵字的理解

C++ volatile關鍵字和Java volatile關鍵字
happens-before語義
編譯器指令重排和CPU指令重排
http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_ordering
http://en.wikipedia.org/wiki/Volatile_variable
http://preshing.com/20130702/the-happens-before-relation/

　　1.3.10. 以下程式碼是不是執行緒安全？為什麼？如果為count加上volatile修飾是否能夠做到執行緒安全？你覺得該怎麼做是執行緒安全的？

public class Sample {
  private static int count = 0;
  public static void increment() {
    count++;
  }
}

　　1.3.11. 解釋一下下面兩段程式碼的差別

// 程式碼1
public class Sample {
  private static int count = 0;
  synchronized public static void increment() {
    count++;
  }
}

// 程式碼2
public class Sample {
  private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
  public static void increment() {
    count.getAndIncrement();
  }
}

　　1.3.12. 參考資料

http://book.douban.com/subject/10484692/
http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html

　二、 進階篇

　　2.1. Java底層知識

　　2.1.1. 學習瞭解位元組碼、class檔案格式

http://en.wikipedia.org/wiki/Java_class_file
http://en.wikipedia.org/wiki/Java_bytecode
http://en.wikipedia.org/wiki/Java_bytecode_instruction_listings
http://www.csg.ci.i.u-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/
http://asm.ow2.org/

　　2.1.2. 寫一個程式要求實現javap的功能（手工完成，不借助ASM等工具）

　　如Java原始碼：

  public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    i += 1;
    i *= 1;
    System.out.println(i);
  }

　　編譯後讀取class檔案輸出以下程式碼：

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   Stack=2, Locals=2, Args_size=1
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iinc    1, 1
   5:   iload_1
   6:   iconst_1
   7:   imul
   8:   istore_1
   9:   getstatic       #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   12:  iload_1
   13:  invokevirtual   #3; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V
   16:  return
  LineNumberTable: 
   line 4: 0
   line 5: 2
   line 6: 5
   line 7: 9
   line 8: 16

　　2.1.3. CPU快取，L1，L2，L3和偽共享

http://duartes.org/gustavo/blog/post/intel-cpu-caches/
http://mechanical-sympathy.blogspot.com/2011/07/false-sharing.html

　　2.1.4. 什麼是尾遞迴

　　2.1.5. 熟悉位運算

用位運算實現加、減、乘、除、取餘

　　2.1.6. 參考資料

http://book.douban.com/subject/1138768/
http://book.douban.com/subject/6522893/
http://en.wikipedia.org/wiki/Java_class_file
http://en.wikipedia.org/wiki/Java_bytecode
http://en.wikipedia.org/wiki/Java_bytecode_instruction_listings

　　2.2. 設計模式

　　2.2.1. 實現AOP

CGLIB和InvocationHandler的區別
http://cglib.sourceforge.net/
動態代理模式
Javassist實現AOP
http://www.csg.ci.i.u-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/
ASM實現AOP
http://asm.ow2.org/

　　2.2.2. 使用模板方法設計模式和策略設計模式實現IOC

　　2.2.3. 不用synchronized和lock，實現執行緒安全的單例模式

　　2.2.4. nio和reactor設計模式

　　2.2.5. 參考資料

http://asm.ow2.org/
http://cglib.sourceforge.net/
http://www.javassist.org/

　　2.3. 網路程式設計知識

　　2.3.1. Java RMI，Socket，HttpClient

　　2.3.2. 用Java寫一個簡單的靜態檔案的HTTP伺服器

實現客戶端快取功能，支援返回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
支援簡單的rewrite規則
上述功能在實現的時候需要滿足“開閉原則”

　　2.3.3. 瞭解nginx和apache伺服器的特性並搭建一個對應的伺服器

http://nginx.org/
http://httpd.apache.org/

　　2.3.4. 用Java實現FTP、SMTP協議

　　2.3.5. 什麼是CDN？如果實現？DNS起到什麼作用？

搭建一個DNS伺服器
搭建一個 Squid 或 Apache Traffic Server 伺服器
http://www.squid-cache.org/
http://trafficserver.apache.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/Domain_Name_System

　　2.3.6. 參考資料

http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt
http://tools.ietf.org/rfc/rfc5321.txt
http://en.wikipedia.org/wiki/Open/closed_principle

　　2.4. 框架知識

spring，spring mvc，閱讀主要原始碼
ibatis，閱讀主要原始碼
用spring和ibatis搭建java server

　　2.5. 應用伺服器知識

熟悉使用jboss，https://www.jboss.org/overview/
熟悉使用tomcat，http://tomcat.apache.org/
熟悉使用jetty，http://www.eclipse.org/jetty/

　三、 高階篇

　　3.1. 編譯原理知識

　　3.1.1. 用Java實現以下表示式解析並返回結果（語法和Oracle中的select sysdate-1 from dual類似）

 sysdate
 sysdate - 1
 sysdate - 1/24
 sysdate - 1/(12*2)

　　3.1.2. 實現對一個List通過DSL篩選

  QList<Map<String, Object>> mapList = new QList<Map<String, Object>>;
  mapList.add({"name": "hatter test"});
  mapList.add({"id": -1,"name": "hatter test"});
  mapList.add({"id": 0, "name": "hatter test"});
  mapList.add({"id": 1, "name": "test test"});
  mapList.add({"id": 2, "name": "hatter test"});
  mapList.add({"id": 3, "name": "test hatter"});
  mapList.query("id is not null and id > 0 and name like '%hatter%'");

　　要求返回列表中匹配的物件，即最後兩個物件；

　　3.1.3. 用Java實現以下程式（語法和變數作用域處理都和JavaScript類似）：

　　程式碼：

var a = 1;
var b = 2;
var c = function() {
  var a = 3;
  println(a);
  println(b);
};
c();
println(a);
println(b);

　　輸出：

3
2
1
2

　　3.1.4. 參考資料

http://en.wikipedia.org/wiki/Abstract_syntax_tree
https://javacc.java.net/
http://www.antlr.org/

　　3.2. 作業系統知識

Ubuntu
Centos
使用linux，熟悉shell指令碼

　　3.3. 資料儲存知識

　　3.3.1. 關係型資料庫

MySQL
如何看執行計劃
如何搭建MySQL主備
binlog是什麼
Derby，H2，PostgreSQL
SQLite

　　3.3.2. NoSQL

Cache
Redis
Memcached
Leveldb
Bigtable
HBase
Cassandra
Mongodb
圖資料庫
neo4j

　　3.3.3. 參考資料

http://db-engines.com/en/ranking
http://redis.io/
https://code.google.com/p/leveldb/
http://hbase.apache.org/
http://cassandra.apache.org/
http://www.mongodb.org/
http://www.neo4j.org/

　　3.4. 大資料知識

　　3.4.1. Zookeeper，在linux上部署zk

　　3.4.2. Solr，Lucene，ElasticSearch

在linux上部署solr，solrcloud，，新增、刪除、查詢索引

　　3.4.3. Storm，流式計算，瞭解Spark，S4

在linux上部署storm，用zookeeper做協調，執行storm hello world，local和remote模式執行除錯storm topology。

　　3.4.4. Hadoop，離線計算

Hdfs：部署NameNode，SecondaryNameNode，DataNode，上傳檔案、開啟檔案、更改檔案、刪除檔案
MapReduce：部署JobTracker，TaskTracker，編寫mr job
Hive：部署hive，書寫hive sql，得到結果
Presto：類hive，不過比hive快，非常值得學習

　　3.4.5. 分散式日誌收集flume，kafka，logstash

　　3.4.6. 資料探勘，mahout

　　3.4.7. 參考資料

http://zookeeper.apache.org/
https://lucene.apache.org/solr/
https://github.com/nathanmarz/storm/wiki
http://hadoop.apache.org/
http://prestodb.io/
http://flume.apache.org/，http://logstash.net/，http://kafka.apache.org/
http://mahout.apache.org/

　　3.5. 網路安全知識

　　3.5.1. 什麼是DES、AES

　　3.5.2. 什麼是RSA、DSA

　　3.5.3. 什麼是MD5，SHA1

　　3.5.4. 什麼是SSL、TLS，為什麼HTTPS相對比較安全

　　3.5.5. 什麼是中間人攻擊、如果避免中間人攻擊

　　3.5.6. 什麼是DOS、DDOS、CC攻擊

　　3.5.7. 什麼是CSRF攻擊

　　3.5.8. 什麼是CSS攻擊

　　3.5.9. 什麼是SQL隱碼攻擊

　　3.5.10. 什麼是Hash碰撞拒絕服務攻擊

　　3.5.11. 瞭解並學習下面幾種增強安全的技術

http://www.openauthentication.org/
HOTP http://www.ietf.org/rfc/rfc4226.txt
TOTP http://tools.ietf.org/rfc/rfc6238.txt
OCRA http://tools.ietf.org/rfc/rfc6287.txt
http://en.wikipedia.org/wiki/Salt_(cryptography)

　　3.5.12. 用openssl籤一個證照部署到apache或nginx

　　3.5.13. 參考資料

http://en.wikipedia.org/wiki/Cryptographic_hash_function
http://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher
http://en.wikipedia.org/wiki/Public-key_cryptography
http://en.wikipedia.org/wiki/Transport_Layer_Security
http://www.openssl.org/
https://code.google.com/p/google-authenticator/

　四、 擴充套件篇

　　4.1. 相關知識

　　4.1.1. 雲端計算，分散式，高可用，可擴充套件

　　4.1.2. 虛擬化

https://linuxcontainers.org/
http://www.linux-kvm.org/page/Main_Page
http://www.xenproject.org/
https://www.docker.io/

　　4.1.3. 監控

http://www.nagios.org/
http://ganglia.info/

　　4.1.4. 負載均衡

http://www.linuxvirtualserver.org/

　　4.1.5. 學習使用git

https://github.com/
https://git.oschina.net/

　　4.1.6. 學習使用maven

http://maven.apache.org/

　　4.1.7. 學習使用gradle

http://www.gradle.org/

　　4.1.8. 學習一個小語種語言

Groovy
Scala
LISP, Common LISP, Schema, Clojure
R
Julia
Lua
Ruby

　　4.1.9. 嘗試瞭解編碼的本質

瞭解以下概念
ASCII, ISO-8859-1
GB2312, GBK, GB18030
Unicode, UTF-8
不使用 String.getBytes() 等其他工具類/函式完成下面功能

public static void main(String[] args) throws IOException {
    String str = "Hello, 我們是中國人。";
    byte[] utf8Bytes = toUTF8Bytes(str);
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("f.txt");
    fos.write(utf8Bytes);
    fos.close();
}
public static byte[] toUTF8Bytes(String str) {
    return null; // TODO
}

想一下上面的程式能不能寫一個轉GBK的？
寫個程式自動判斷一個檔案是哪種編碼

　　4.1.10. 嘗試瞭解時間的本質

時區 & 冬令時、夏令時
http://en.wikipedia.org/wiki/Time_zone
ftp://ftp.iana.org/tz/data/asia
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9C%8B%E6%99%82%E5%8D%80
閏年
http://en.wikipedia.org/wiki/Leap_year
閏秒
ftp://ftp.iana.org/tz/data/leapseconds
System.currentTimeMillis() 返回的時間是什麼

　　4.1.11. 參考資料

http://git-scm.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/UTF-8
http://www.iana.org/time-zones

　　4.2. 擴充套件學習

　　4.2.1. JavaScript知識

　　4.2.1.1. 什麼是prototype

修改程式碼，使程式輸出“1 3 5”：
http://jsfiddle.net/Ts7Fk/

　　4.2.1.2. 什麼是閉包

看一下這段程式碼，並解釋一下為什麼按Button1時沒有alert出“This is button: 1”，如何修改：
http://jsfiddle.net/FDPj3/1/

　　4.2.1.3. 瞭解並學習一個JS框架

jQuery
ExtJS
ArgularJS

　　4.2.1.4. 寫一個Greasemonkey外掛
http://en.wikipedia.org/wiki/Greasemonkey
　　4.2.1.5. 學習node.js

http://nodejs.org/

　　4.2.2. 學習html5

ArgularJS，https://docs.angularjs.org/api

　　4.2.3. 參考資料

http://www.ecmascript.org/
http://jsfiddle.net/
http://jsbin.com/
http://runjs.cn/
http://userscripts.org/

　五、 推薦書籍

《深入Java虛擬機器》
《深入理解Java虛擬機器》
《Effective Java》
《七週七語言》
《七週七資料》
《Hadoop技術內幕》
《Hbase In Action》
《Mahout In Action》
《這就是搜尋引擎》
《Solr In Action》
《深入分析Java Web技術內幕》
《大型網站技術架構》
《高效能MySQL》
《演算法導論》
《計算機程式設計藝術》
《程式碼大全》
《JavaScript權威指南》

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