课程大纲

第一天上午：Java Core

第一部分 JDK 核心 API 总览（1 - 11）

•  Java 基础类库：Java 语言（Lang）、数学（Math）、集合（Collections）、并发（Concurrency）和反射（Relfection）

•   Java 其他类库：Java I/O、Java Beans、序列化（Serialization）、管理扩展（JMX）和网络（Networking）

第二部分 Java API 实践

•   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

•   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

•  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

第一天下午 Java API 设计

•   第一部分 Java 通用 API 设计

•   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

•   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

•   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

•   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

•   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

•   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

第二部分 Java 设计模式

•   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

•   扩展设计模式：Fluent 、Reactive、Stream、模块驱动等设计模式

•   开源框架的设计模式：介绍 Spring Framework 对 GoF 23 设计模式的运用，以及其特殊的，简介 Catalina 引擎设计、JSP 模板解析引擎 - Jasper 设计

第二天上午：Java 并发框架（J.U.C）实践

•   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

•   Java 原子操作：理解 Atomic* API 以及 *Adder API 使用场景

•   Java 并发限制：包括 CountDownLatch、CyclicBarrier 以及 Semaphore

•   Java 线程池：掌握 Executor、ThreadPoolExecutor 、ScheduledExecutorService 以及 Callable 和 Future API 正确使用

第二天下午：Java 并发原理

•   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

•   Java 内存模型：理解 Happens-before 、以及内存屏蔽在 Java 实践中的运用

•   Java 并发 AQS 原理：通过分析 Java 线程池实现理解 AQS 实现原理

第三天上午：JVM 原理

第一部分 Java 类加载和内存管理

•   Java Class：讲解 Java Class 解析、校验以及加载的过程

•   Class 与 ClassLoader 之间的关系：通过源码级别理解 Class 与 ClassLoader 之间的关系

•   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

•   Java 类存储：Java 类对象存储细节

•   Java 内存区域：介绍 Java 内存区域的组成，深入讨论 Java Heap、方法区、JVM Stack 等职责范围以及设计目的

第二部分 Java 垃圾回收器调优

•   Serial 收集器特征和调优

•   Parallel 收集器特征和调优

•   CMS 收集器特征和调优

•   G1 收集器特征和调优

第三天下午：Java Trouble-Shooting

第一部分 Java 故障案例分析

•   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

•   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

•   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

•   诊断 JVM Crash ：介绍 Java 内存泄露引起的 JVM 进程 Crash 的现象和排查手段

•   诊断 Java 代码：讨论由 Java 代码引起的 Java 内存泄漏的特征以及如何借助诊断工具定位问题代码

•   诊断 Native 代码：讨论由 Java Native 代码引起的 Java 内存泄漏的特征以及如何借助诊断工具定位问题代码

第二部分 Java 运维工具

•  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）

•   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

•   Java Tools API：介绍 Java 编译器、Java Attatch API、Java Dump API 以及对象查询语言（OQL）

   

第四天上午：应用优化

第一部分 关系型数据库优化

•   数据库优化：慢 SQL 查询和分析，索引优化、数据垂直拆分、水平拆分

•   JDBC 事务：JDBC 事务原理以及 EJB 和 Spring 事务实现

•  JDBC 优化：数据库连接池选型，PreparedStatement 性能优化以及 MyBatis 和 JPA 最佳实践

第二部分 分布式优化

•   缓存优化：解决缓存并发、缓存穿透以及缓存雪崩问题

•   分布式锁：理解和实现分布式锁（基于 Zookeeper 和 Redis）

•   分布式事务：理解分布式事务原理，合理地选型实现

第四天下午：分布式优化

第一部分 Web 优化

•   异步 Web：异步 Servlet 提升系统吞吐量

•   分布式 Session：实现分布式 Session 实现单点登录

第二部分 其他优化

•   异步优化：使用并发框架实现异步特性

•   日志优化：比较 Java Logging、logback、Log4j 1 和 2 的特点和优势，合理地使用日志

•   I/O 优化：文件锁、修改通知，零拷贝等优化手段

•   网络优化：合理地设置 Socket 连接数量、TCP 网络参数优化

•   内存优化：理解 OS OOM 原理，堆外内存、虚拟内存等合理使用