CTO知识框架（JAVA）思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

怎么做好技术Leader?

架构师职责与定位

CTO职责与定位

云原生

云原生发展历程

云基础

云架构

DevOps

服务网格

混沌工程

k8s实战

Docker

istio

Python核心编程

简介

标准数据类型

Number（数字）

String（字符串）

List（列表）

Tuple（元组）

Set（集合）

Dictionary（字典）

系统架构设计方法论专题

架构的意义

架构的输入

架构的输出

架构的内容

业务架构

功能架构

技术架构

物理架构

数据架构

架构设计原则

基础架构设计原则

高并发设计原则

高可用设计原则

架构设计模式

分层架构

事件驱动架构

微内核架构

分布式架构

微服务架构

复杂业务DDD设计

DDD领域驱动设计原则

DDD领域发现

事件风暴

业务能力建模

领域讲故事

业务模型画布

示例映射

影响映射

wardley maps

DDD领域建模

边界 + 设计

贫血/充血模型

领域事件与CQRS

DDD高可扩展业务架构

服务化架构治理

服务注册与发现

服务监控

服务控制

服务升级

架构设计协议

CAP/BASE

PAXOS

ZAB

RAFT

Gossip

知识图谱与人工智能专题

知识抽取

非结构化数据抽取

实体抽取

实体识别与链接

关系抽取

事件抽取

结构化数据抽取

RDB TO GRAPH DB

半结构化数据抽取

知识建模

OWL语义

Protégé

Jena

知识存储

Neo4j

ArangoDb

Rdf

gStore

Nebula Graph

JanusGraph

知识融合

知识消岐

知识检索

智能问答

计算机操作系统专题

深入理解Linux系统专题

机器学习经典算法专题

JAVA核心编程

Java体系结构图

体系结构图

JDK

Java Develorment K

JRE

Java Runtine Environment

JVM

Java Virtual Machine

JDK类库、高级特性与源码专题

数据类型

基本数据类型

byte：1字节，8bit，取值范围：(-2)^8^~2^7^-1

short：2字节，16bit，取值范围：(-2)^16^~2^15^-1

int：4字节，32bit，取值范围：(-2)^32^~2^31^-1

long：8字节，64bit，取值范围：(-2)^64^~2^63^-1

float：符号位：1位，指数位8位，小数位23位

double：符号位：1位，指数位11位，小数位52位

char：unicode表示，2字节，16bit

boolean：true\false

包装类型

Byte

Short

Integer

Long

Float

Double

Character

Boolean

自动拆装箱

valueOf()

xxxValue()

JAVA特性

封装

对象

多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

父类引用指向子类对象

继承

单继承、多重继承

特点

子类拥有父类非 private 的属性、方法。

子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。

子类可以用自己的方式实现父类的方法。

提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）

字符串处理

类图

String

线程安全

可变性

不可变

StringBuffer

线程安全

安全

缓存区

private transient char[] toStringCache;

@Override
public synchronized String toString() {
    if (toStringCache == null) {
        toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
    }
    return new String(toStringCache, true);
}

性能

低

可变性

可变

StringBuilder

线程安全

不安全

缓存区

@Override
public String toString() {
// Create a copy, don't share the array
return new String(value, 0, count);
}

性能

高

可变性

可变

枚举

子主题

集合框架

List接口

ArrayList

数据结构

特点

使用场景

LinkedList

数据结构

特点

使用场景

Map接口

HashMap

Set接口

Queue接口

异常分类与处理

多线程与JUC

并发编程模型

线程

基本方法

wait：线程等待

notifyAll：

sleep：线程睡眠

join

yield

状态转换

上下文切换

死锁

都被阻塞，互相等待

JAVA实现多线程

线程池

组成

线程管理器

工作线程

任务接口

任务队列

类图

参数

corePoolSize

maximumPoolSize

keepAliveTime

unit

workQueue

threadFactory

handler

拒绝策略

AbortPolicy

CallerRunsPolicy

DiscardOldestPolicy

DiscardPolicy

实现RejectedExecutionHandler接口

工作过程

阻塞队列

CyclicBarrier：让一组线程阻塞到某一个状态，再全部执行

CountDownLatch:类似于计数器

Semaphore：信号量，控制线程访问的个数

ConcurrentHashMap

ThreadLocal

volatile

变量可见性

禁止重排序

比 sychronized 更轻量级的同步锁

在访问 volatile 变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，因此 volatile 变量是一
种比 sychronized 关键字更轻量级的同步机制。 volatile 适合这种场景：一个变量被多个线程共
享，线程直接给这个变量赋值。

适用场景

值得说明的是对 volatile 变量的单次读/写操作可以保证原子性的，如 long 和 double 类型变量，
但是并不能保证 i++这种操作的原子性，因为本质上 i++是读、写两次操作。在某些场景下可以
代替 Synchronized。但是,volatile 的不能完全取代 Synchronized 的位置，只有在一些特殊的场景下，才能适用 volatile。总的来说，必须同时满足下面两个条件才能保证在并发环境的线程安
全：
（1）对变量的写操作不依赖于当前值（比如 i++），或者说是单纯的变量赋值（boolean
flag = true）。
（2）该变量没有包含在具有其他变量的不变式中，也就是说，不同的 volatile 变量之间，不
能互相依赖。只有在状态真正独立于程序内其他内容时才能使用 volatile

生产者消费者模型

JAVA锁体系

乐观锁

悲观锁

自旋锁

可重入锁（递归锁）

公平锁与非公平锁

共享锁和独占锁

重量级锁

轻量级锁

偏向锁

分段锁

锁优化

减少锁的持有时间

减小锁粒度

锁分离

锁粗化

锁消除

Synchronized

属于悲观锁、可重入锁

作用范围

锁优化

核心组件

实现原理

底层语义原理

Java 虚拟机中的同步(Synchronization)基于进入和退出管程(Monitor)对象实现，无论是显式同步(有明确的 monitorenter 和 monitorexit 指令,即同步代码块)还是隐式同步都是如此。在 Java 语言中，同步用的最多的地方可能是被 synchronized 修饰的同步方法。同步方法并不是由 monitorenter 和 monitorexit 指令来实现同步的，而是由方法调用指令读取运行时常量池中方法的 ACC_SYNCHRONIZED 标志来隐式实现的，关于这点，稍后详细分析。下面先来了解一个概念Java对象头，这对深入理解synchronized实现原理非常关键

Java对象头和Monitor

具体流程

ReentrantLock

实现了Lock接口，是一种可重入锁，可以实现synchronized工作，提供避免死锁的方法。（响应中断、轮询、定时锁）

公平锁

非公平锁

ReadWriteLock

Semaphore

是一种基于计数的信号量，可以设定一个阈值，多个线程获取许可信号，处理完归还。构建资源池、对象池。

Atomic

ABA

CAS

AQS(抽象的队列同步器)

IO/NIO

IO模型

阻塞IO模型

非阻塞IO模型

多路复用IO模型

信号驱动IO模型

异步IO模型

JAVA IO

JAVA NIO

介绍

包

NIO原理

网络模型

Channel

FileChannel（IO）

DatagramChannel（UDP）

SocketChannel（TCP Client）

ServerSocketChannl（TCP Server）

Buffer

Selector

能够检测多个注册通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便可以对每个事件做相应的处理。

Netty

反射

概述

API

Class 类

Field 类

Method 类

Constructor 类

步骤

获取Class

aa.getClass()

Person.class

Class.forName("类的全路径")

创建对象

Class对象的newInstance()

Constructor对象的newInstance()

代理

静态代理

动态代理

java原生实现

cglib类库实现

类加载

类加载过程

加载：通过全限定类名获取定义此类的二进制字节流，转换为方法区的运行时数据结构，内存中生成一个代表这个类的 java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口

链接

验证

文件格式验证

元数据验证

字节码验证

符号引用验证

准备：为类变量分配内存并设置类变量初始值，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。

解析

初始化

使用

卸载

双亲委派模型

Bootstrap class loader

Extensions class loader

System class loader

用户类加载器继承：java.lang.ClassLoader

new Object()过程中发生了什么

JNDI

RMI

JMX

简介

JMX(Java Management Extensions)是一个为应用程序植入管理功能的框架。JMX是一套标准的代理和服务，实际上，用户可以在任何Java应用程序中使用这些代理和服务实现管理。

在JMX中，给定的资源被抽象成Java对象，即Managed Bean或MBean。这些MBean注册在一个核心管理的对象服务器中，即MBean server。

JMX 规范用 Java 编程语言定义了用于应用程序和网络管理和监控的体系结构、设计模式、API 和服务。

使用 JMX 技术，给定资源由一个或多个称为托管 Bean 或 MBean 的 Java 对象进行检测。这些 MBean 在核心托管对象服务器（称为 MBean 服务器）中注册，该服务器充当管理代理并且可以在大多数支持 Java 编程语言的设备上运行。

规范定义了 JMX 代理，您可以使用这些代理来管理符合规范检测的资源。JMX 代理由一个 MBean 服务器和一组用于处理 MBean 的服务组成，MBean 服务器在其中注册。通过这种方式，JMX 代理直接控制资源并使它们可用于远程管理应用程序。

检测资源的方式完全独立于管理基础设施。因此，无论其管理应用程序是如何实现的，都可以使资源变得可管理。

JMX 技术定义了标准连接器（JMX 连接器），允许您从远程管理应用程序访问 JMX 代理。使用不同协议的 JMX 连接器提供相同的管理接口。因此，无论使用何种通信协议，管理应用程序都可以透明地管理资源。JMX 代理也可由不符合 JMX 规范但支持 JMX 代理的系统或应用程序使用。

架构

分层

设备层

代理层

分布式服务层

附加管理协议API

案例

SPI

JVM优化专题

什么是JVM

JVM是可运行Java代码的假想计算机，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收器，
堆和一个存储方法域。JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接交互。

内存模型

线程私有

程序计数器

指向虚拟机字节码指令位置

无OOM区域

虚拟机栈

虚拟机栈和线程的生命周期相同，是描述java方法执行的内存模型。

一个线程中每调用一个方法产生一个栈帧

栈帧结构

异常

线程请求的深度大于JVM所允许的深度：StackOverflowError

子主题

本地方法栈

和虚拟机栈的作用类似，本地方法栈作为Native方法服务。

线程共享

堆区

新生代(1/3)

Eden(8/10)

新生对象的出生地（如果新生对象占用内存很大直接分配到老年代）。
当Eden区内存不够的时候触发MinorGC

From Survior(1/10)

上一次GC的幸存者，作为这一次GC被扫描的对象

To Survior(1/10)

保留了一次MinorGC过程中的幸存者

老年带(2/3)

存放应用程序中生命周期长的对象

不会频繁执行，MagorGC之前一般都进行了一次MinorGC,使得有对象晋升到了老年带。

异常

OuofMemoryError

方法区（永久代）

JVM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。

JAVA8与元数据

java8中永久代被移除了，被元空间代替。其功能与永久代类似。字符串和常量放在堆中。其他放入本地内存

直接内存

NIO提供了基于Channel和Buffer的IO方式，它可以使用Nativce函数库直接分配堆外存，然后shiyongDirectByteBuffer对象作为块内存的引用进行操作。

本地内存

元空间（1.8）替换了永久代

GC要做的事情

哪些东西需要回收

什么时候回收

怎么回收

垃圾判定

引用计数算法

一个对象如果没有任何与之关联的引用，引用计算为0，那么这个对象就是可以被回收的对象。

可达性分析算法

Gcroot->对象是否可达，不可达至少被标记两次才能回收

GC算法

Mark-Sweep（标记-清除）

Copying（复制）

Mark-Compact（标记-整理）

GC回收器

模型

分代模型

Serial（单线程、复制算法）

ParNew（Serial+多线程）

Parallel Scavenge（多线程+复制算法）

Serial Old（单线程标记整理）

Parallel Old（多线程标记整理）

CMS（多线程标记清理）

常见组合

子主题

分区模型

G1

ZGC

OOM排查策略

0、查看进程

1、查看虚拟机参数：jinfo

2、查看jvm运行情况：jstat

top -Hp pid

printf "%x" pid

jstack pid |grep

jstat -gc pid 1000

3、查看内存信息，生成堆内存快照：jmap

4、分析快照文件：jhat

5、生成jvm当前时刻线程快照：jstack

OOM排查工具

JVM调优实战案例

高并发下ThreadLocal实现线程私有业务上下文

现象

压测时TPS降低，用virtualvm监测jvm情况，发现ygc频繁

分析

解决方案

ES ygc时间长

现象

分析

解决方案

报表系统OOM，后无法提供服务

现象

分析

解决方案

Neo4j OOM

现象

分析

解决方案

Java生态框架使用专题

Java生态框架源码实践专题

spring farmwork

什么是spring

spring farmwork架构

spring IOC

spring AOP

spring MVC

spring TX

实现方式

声明式事务管理：@Transactional(Isolation.READ_COMMITTED)

编程式事务管理：获取事务管理器——》开启事务——》提交、回滚事务

传播机制

PROPAGATION_REQUIRED（默认）

Spring默认的传播机制，能满足绝大部分业务需求，如果外层有事务，则当前事务加入到外层事务，一块提交，一块回滚。如果外层没有事务，新建一个事务执行

PROPAGATION_REQUES_NEW

该事务传播机制是每次都会新开启一个事务，同时把外层事务挂起，当当前事务执行完毕，恢复上层事务的执行。如果外层没有事务，执行当前新开启的事务即可

PROPAGATION_SUPPORT

如果外层有事务，则加入外层事务，如果外层没有事务，则直接使用非事务方式执行。完全依赖外层的事务

PROPAGATION_NOT_SUPPORT

该传播机制不支持事务，如果外层存在事务则挂起，执行完当前代码，则恢复外层事务，无论是否异常都不会回滚当前的代码

PROPAGATION_NEVER

该传播机制不支持外层事务，即如果外层有事务就抛出异常

PROPAGATION_MANDATORY

与NEVER相反，如果外层没有事务，则抛出异常

PROPAGATION_NESTED 该传播机制的特点是可以保存状态保存点，当前事务回滚到某一个点，从而避免所有的嵌套事务都回滚，即各自回滚各自的，如果子事务没有把异常吃掉，基本还是会引起全部回滚的。

隔离级别

DEFAULT

READ_UNCOMMITTED

READ_COMMITTED

REPEATABLE_READ

SERIALIZABLE

回滚原则

在默认设置下，事务只在出现运行时异常（runtime exception）时回滚，而在出现受检查异常（checked exception）时不回滚

mybatise

代码管理与部署专题

SVN

Git

Gitlab

Gitlab+Jikens

分布式与微服务专题

分布式理论

CAP

C:强一致性（Consistence）

A:可用性（Availability）

P:分区容错性（Partition tolerance）

BASE

Basically Available（基本可用）

Soft-state（软状态）

Eventually Consistent（最终一致性）

分布式事务

分布式锁

分布式id

分布式搜索

分布式协调

数据结构

leader选举

CAP:CP

子主题

分布式数据存储与处理

传统存储

mysql

引擎

InnoDB

MyIASM

Memory

数据页

行格式

记录额外信息

变长字段字段列表

NULL值列表

记录头信息

记录真实数据

列值

页格式

File Header

Page Header

Infimum + Supermun

User Recoeds

Free Space

Page Directory

File Trailer

数据索引

B+树：

聚簇索引

二级索引、联合索引

索引使用

选择唯一性索引

为经常需要排序、分组和联合操作的字段建立索引：

为常作为查询条件的字段建立索引

限制索引的数目

如果索引的值很长，那么查询的速度会受到影响

如果索引字段的值很长，最好使用值的前缀来索引

删除不再使用或者很少使用的索引

最左前缀匹配原则，非常重要的原则

尽量选择区分度高的列作为索引

索引列不能参与计算，保持列“干净”：带函数的查询不参与索引

尽量的扩展索引，不要新建索引

执行计划

三大范式

列是不可再分的

每个表只描述一件事情

表中的列不存在对非主键列的传递依赖

锁

乐观锁

悲观锁

事务

性质

原子性

隔离性

一致性

持久性

事务问题

脏读

幻读

不可重复读

事务隔离机制

未提交读(Read Uncommitted)

提交读(Read Committed)

可重复读(Repeated Read)

串行读(Serializable)

oracle

postgre

Mogondb

Redis

数据结构及内部编码

String

Hash

List：链表

lpush+lpop=Stack(栈)

lpush+rpop=Queue（队列）

lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合）

lpush+brpop=Message Queue（消息队列）

Set：集合

zSet：有序集合

应用场景

关注模型

阅读量

信息流

购物车

分布式队列、栈、阻塞队列

抽奖

排行榜

持久化

集群架构

内存

缓存问题隐患

缓存雪崩

缓存穿透

缓存击穿

缓存预热

缓存更新

缓存降级

IO模型

IO多路复用

Tidb

Hbase

Hive

Flink

Clickhouse

分布式消息中间件

RocketMQ

RabbitMQ

Kafka

微服务架构技术体系

注册中心

配置中心

服务鉴权

服务通信

服务网关

服务熔断

服务降级

服务限流

限流算法

服务监控

链路追踪

日志中心

springcloud alibaba&&spring cloud

业务模型专题

SSO：单点登录

项目实践专题

通用知识图谱系统

舆情知识图谱系统

架构管理知识图谱系统

舆情监测与发现平台

基于爬虫技术系统

亿级数据存储与检索平台

微服务平台

数据结构与算法专题

数据结构

栈

队列

链表

散列表

堆

树

二叉搜索树

红黑树

B树

B+树

图

有向图

无向图

斐波那契堆

算法

排序算法

查找算法

高级设计和分析技术

图算法

其他算法问题

计算机网络专题

经典设计模式专题

单一职责原则

接口隔离原则

依赖倒置原则

迪米特法则

开闭原则

里氏替换原则

单例模式

原型模式

代理模式

静态代理

动态代理

工厂模式

简单工厂

工厂方法

抽象工厂

策略模式

模板方法模式

责任链模式

适配器模式

装饰者模式

订阅模式

建造者模式

组合模式

桥接模式