课程大纲

第一部分：Java Core

第一节 JDK 核心 API 总览（1 - 9）
1. Java 基础类库：Java 语言（Lang）、数学（Math）、集合（Collections）、并发（Concurrency）和反射（Relfection）
2. Java 其他类库：Java I/O、Java Beans、序列化（Serialization）、管理扩展（JMX）和网络（Networking）

第二节 Java API 实践
1. 通用框架：介绍 JDK 中常见的工具方法，以及精选 Apache Commons 工程，减少重复劳动，提升开发效率和质量
2. 集合框架：主要讨论 JDK 中常见的数据结构的使用场景以及常见问题，包括 Apache commons-collection
3. 配置外部化：介绍从 Java SE 到 Java EE 配置外部化的实例，杜绝硬编码的方式，实现一套代码到处运行，并且结合流行的开源框架展开讨论，如 log4j(logback)、Spring Framework、Dubbo 等

第三节 Java 数据结构与通用算法
1. 数据结构：系统性介绍 JDK 1 到 9 数据结构接口以及使用场景
2. 排序算法：主要讨论 JDK 中出现过的排序算法，如 Insertion Sort、Merge Sort 、以及 TimSort，包括基本思路、时间和空间复杂度
3. 搜索算法：讨论二进制搜索算法，如 Collections#binarySearch 方法

第二部分 Java API 设计

第一节 Java 通用 API 设计
1. 类/接口设计：介绍类、抽象类、接口命名、访问性设计以及“封装性、派生性、多态性”技巧
2. 枚举设计：理解枚举引入的意义以及变化，介绍 JDK 中常见枚举的设计
3. 泛型设计：了解泛型使用场景以及限制，通过 JDK 以及开源项目领悟其中的设计模式
4. 方法设计：介绍方法命名、返回类型、参数类型、名称以及数量的设计模式
5. 函数式设计：讨论函数式设计技巧，如 Supplier、Consumer 以及 Function 在日常开发中的运用
6. 模块设计：Java 9 模块化类库迁移、依赖管理分析、迁移案例等、模块解析、模块API 设计

第二节 Java 设计模式
1. GoF 23 设计模式：通过实例和开源实现的方式讲解 GoF 23 设计模式
2. 扩展设计模式：Fluent 、Reactive、Stream、模块驱动等设计模式

第三节 Java 开源软件设计模式
1. Spring Framework 设计模式：介绍 Spring Framework 对 GoF 23 设计模式的运用，以及其特殊的
2. Apache Tomcat 设计模式：简介 Catalina 引擎设计、JSP 模板解析引擎 - Jasper 设计

第三部分：Java 高并发

第一节 Java 并发框架（J.U.C）实践
1. Java 并发锁：介绍包括重进入锁（ReentrantLock）、重进入读写锁（ReentrantReadWriteLock）、邮票锁（StampedLock）等运用
2. Java 原子操作：理解 Atomic* API 以及 *Adder API 使用场景
3. Java 并发限制：包括 CountDownLatch、CyclicBarrier 以及 Semaphore
4. Java 线程池：掌握 Executor、ThreadPoolExecutor 、ScheduledExecutorService 以及 Callable 和 Future API 正确使用
 第二节 Java 并发原理

1. Java 同步原语：从 JDK 级别到 JVM 级别，深度分析和理解 Java synchronized 、volatile 以及 CAS 操作等同步原语
2. Java 内存模型：理解 Happens-before 、以及内存屏蔽在 Java 实践中的运用
3. Java 并发 AQS 原理：通过分析 Java 线程池实现理解 AQS 实现原理

第三节 JVM 并发原理
1. Java Thread 底层实现：深入 JVM 源码，理解 Java Thread 实现细节，如线程启动、等待、以及同步操作
2. CAS 操作底层实现：讨论 Java Unsafe 工具类方法实现细节，包括内存屏障、volatile、happens-before
3. Java 同步（锁）底层实现：介绍 Java 偏向锁、轻量级以及重量级实现

第四部分：Java 运维管理

第一节 Java ClassLoading
1. Java Class：讲解 Java Class 解析、校验以及加载的过程
2. Class 与 ClassLoader 之间的关系：通过源码级别理解 Class 与 ClassLoader 之间的关系
3. ClassLoader 双亲委派原理：通过底层实现理解双亲委派的设计和局限性
4. Java 类存储：Java 类对象存储细节

第二节 Java Trouble-Shooting
1. OOM 错误案例：分析 Java 内存泄露的症状，以及快速定位泄露位置（堆、Perm 或 Metasapce）以及解决方案
2. CPU 过高案例：介绍高消耗CPU代码的常用分析方法，逐一排查可能性
3. GC 案例：介绍 Young GC 和 Full GC 的基本表象，以及如何在代码实现中尽可能地避免 Full GC

第三节 Java 运维工具
1. 工具介绍：Java 进程工具（jps）、线程 dump 工具（jstack）、内存 dump 工具（jmap）、Java 调试工具（jdb）、图形化工具（jmc、jvisualvm、jconsole）
2. 工具与JMX：理解 JMX 运维 JVM 的适用范围，以及它与运维工具之间的关系
3. Java Tools API：介绍 Java 编译器、Java Attatch API、Java Dump API 以及对象查询语言（OQL）