前言

本文是對Java程序員面試必備知識點的總結，詳細講解了JVM原理、多線程、數據結構和算法、分佈式緩存、設計模式等內容，希望讀者能通過閱讀本書對Java的基礎原理有更深入、全面的理解。

面試官通常會在短短兩小時內對面試者的知識結構進行全面了解，面試者在回答問題時如果拖泥帶水且不能直擊問題的本質，則很難充分表現自己，最終影響面試結果。針對這種情況，本文在講解知識點時不拖泥帶水，力求精簡，詳細介紹了Java程序員面試時常被問及的核心知識點。

本文將從目錄、主要內容和對讀者閱讀本文的建議三部分內容來介紹，希望大家能夠喜歡，也希望能幫助到大家的學習！

主要內容

本文共9章，各章所講內容如下。

第1章講解JVM原理，涉及JVM運行機制、JVM內存模型、常用垃圾回收算法和JVM類加載機制等內容。

1.1 JVM的運行機制
1.2多線程
1.3 JVM的內存區域
1.4 JVM的運行時內存
1.5垃圾回收與算法
1.6 Java中的4種引|用類型
1.7分代收集算法和分區收集算法
1.8垃圾收集器
1.9 Java網絡編程模型
1.10 JVM的類加載機制

第2章，本章將針對常用的Java基礎知識展開詳細的介紹，具體包含Java的集合、異常分類及處理、反射機制、註解、內部類、泛型、序列化這幾部分內容

2.1集合
2.2異常分類及處理
2.3反射機制
2.4註解
2.5內部類
2.6泛型
2.7序列化

第3章相對於傳統的單線程，多線程能夠在操作系統多核配置的基礎上，能夠更好地利用服務器的多個CPU資源，使程序運行起來更加高效。Java通過提供對多線程的支持來在一個進程內並發執行多個線程，每個線程都並行執行不同的任務，以滿足編寫高效率程序的要求。

3.1 Java線程的創建方式
3.2線程池的工作原理
3.3 5種常用的線程池
3.4線程的生命周期
3.5線程的基本方法
3.6 Java中的鎖
3.7線程上下文切換
3.8 Java阻塞隊列
3.9 Java並發關鍵字
3.10多線程如何共享數據
3.11 ConcurrentHashMap並發
3.12 Java中的線程調度
3.13進程調度算法
3.14什麼是CAS
3.15 ABA問題
3.16什麼是AQS

第4章數據結構指數據的存儲、組織方式。有人認為「程序=數據結構+算法」。因此良好的數據結構對於程序的運行至關重要，尤其是在複雜的系統中，設計優秀的數據結構能夠提高系統的靈活性和性能。在程序的設計和開發過程中難免需要使用各種各樣的數據結構，比如有時需要根據產品的特點定義自己的數據結構，因此數據結構對於程序設計至關重要。本章將詳細介紹常用的數據結構，具體包括棧、隊列、鏈表、二叉樹、紅黑樹、散列表和位圖。

4.1棧及其Java實現
4.2隊列及其Java實現
4.3鏈表
4.4散列表
4.5二叉排序樹
4.6紅黑樹
4.7圖
4.8位圖

第5章在計算機世界裏「數據結構+算法=程序」，因此算法在程序開發中起着至關重要的作用。雖然我們在開發中自己設計算法的情況不多，在工作中卻離不開算法。無論是開發包提供的算法還是我們自己設計的算法，算法在程序中都無處不在。

常用的算法有查找算法和排序算法。查找算法有線性查找算法、深度優先搜索算法、廣度優先搜索算法和二分查找算法，這裡重點介紹最常用也最快速的二分查找算法。

排序算法是很常見的算法，大到數據庫設計，小到對列表的排序都適用。常用的排序算法有冒泡排序算法、插入排序算法、快速排序算法、希爾排序算法、歸併排序算法、桶排序算法、堆排序算法和基數排序算法。本章會詳細介紹這些算法。

除此之外，還會介紹一些在應用中必不可少的算法，例如剪枝算法、回溯算法、最短路徑算法、最大子數組算法和最長公因子算法。

5.1二分查找算法
5.2冒泡排序算法
5.3插入排序算法
5.4快速排序算法
5.5希爾排序算法
5.6歸併排序算法
5.7桶排序算法
5.8基數排序算法
5.9其他算法

第6章在計算機領域中，網絡是信息傳輸、接收、共享的虛擬平台，將各個點、面、體的信息聯繫到一起，從而實現這些資源的共享。在大型分佈式系統中，網絡起着至關重要的作用，本章對常用的網絡 7層架構，以及TCP/IP、HTTP和CDN的原理做簡單介紹，這是我們構建分佈式系統所必須了解的，只有理解這些原理，才能設計出好的系統，並更有針對性地做系統架構調優。

負載均衡建立在現有網絡結構之上，提供了一種廉價、有效、透明的方法來擴展網絡設備和服務器的帶寬，增加了吞吐量，加強了網絡數據處理能力，並提高了網絡的靈活性和可用性。項目中常用的負載均衡有四層負載均衡和七層負載均衡。

本章講解網絡與負載均衡原理，涉及TCP/IP、HTTP、常用負載均衡算法和LVS原理等內容。

6.1網絡
6.2負載均衡

第7章數據庫是軟件開發中必不可少的組件，無論是關係型數據庫MySQL、Oracle、PostgreSQL，還是NoSQL數據庫HBase、MongoDB、Cassandra，都針對不同的應用場景解決不同的問題。本章不會詳細介紹這些數據庫的使用方法，因為讀者或多或少都使用過這些數據庫，但是數據庫底層的原理尤其是存儲引擎、數據庫鎖和分佈式事務是我們容易忽略的，而這些原理對於數據庫的調優和疑難問題的解決來說比較重要，因此本章將針對數據庫存儲引擎、數據庫索引、存儲過程、數據庫鎖和分佈式事務展開介紹，希望讀者能夠站在更高的層次理解這些原理，以便在數據庫出現性能瓶頸時做出正確的判斷。

7.1數據庫的基本概念及原則
7.2數據庫的並發操作和鎖
7.3數據庫分佈式事務

第8章緩存指將需要頻繁訪問的數據存放在內存中以加快用戶訪問速度的一種技術。緩存分進程級緩存和分佈式緩存，進程級緩存指將數據緩存在服務內部，通過Map、List等結構實現存儲；分佈式緩存指將緩存數據單獨存放在分佈式系統中，以便於緩存的統一管理和存取。常用的分佈式緩存系統有Ehcache、Redis和Memcached。

8.1分佈式緩存介紹
8.2 Ehcache的原理及應用
8.3 Redis的原理及應用
8.4分佈式緩存設計的核心問題

第9章設計模式（Design Pattern）是經過高度抽象化的在編程中可以被反覆使用的代碼設計經驗的總結。

正確使用設計模式能有效提高代碼的可讀性、可重用性和可靠性，編寫符合設計模式規範的代碼不但有利於自身系統的穩定、可靠，還有利於外部系統的對接。在使用了良好的設計模式的系統工程中，無論是對滿足當前的需求，還是對適應未來的需求，無論是對自身系統間模塊的對接，還是對外部系統的對接，都有很大的幫助。

本章講解設計模式，涉及常見的23種經典設計模式。

9.4單例模式的概念及Java實現
9.5建造者模式的概念及Java實現
9.6原型模式的概念及Java實現
9.7適配器模式的概念及Java實現
9.8裝飾者模式的概念及Java實現
9.9代理模式的概念及Java實現
9.10外觀模式的概念及Java實現
9.11橋接模式的概念及Java實現
9.12組合模式的概念及Java實現
9.13享元模式的概念及Java實現
9.14策略模式的概念及Java實現
9.15模板方法模式的概念及Java實現
9.16觀察者模式的概念及Java實現
9.17迭代器模式的概念及Java實現
9.18責任鏈模式的概念及Java實現
9.19命令模式的概念及Java實現
9.20備忘錄模式的概念及Java實現
9.21狀態模式的概念及Java實現
9.22訪問者模式的概念及Java實現
9.23中介者模式的概念及Java實現
9.24解釋器模式的概念及Java實現