进阶

一、高级面向对象编程

1. 设计模式

   • 创建型模式：单例、工厂、抽象工厂
   • 结构型模式：代理、装饰器、适配器
   • 行为型模式：观察者、策略、模板方法

2. 反射机制

   Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
   Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
   Object instance = constructor.newInstance("test", 123);

3. 注解（Annotation）

   @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
   @Target(ElementType.METHOD)
   public @interface MyAnnotation {
       String value() default "";
   }

二、多线程与并发

1. JUC 包（java.util.concurrent）

   • 原子类：AtomicInteger、AtomicReference
   • 锁机制：ReentrantLock、ReadWriteLock
   • 执行器框架：ExecutorService、ScheduledExecutorService

2. 线程池

   ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
   executor.submit(() -> {
       // 任务逻辑
   });
   executor.shutdown();

3. 并发工具类

   • CountDownLatch：倒计时锁
   • CyclicBarrier：循环屏障
   • Semaphore：信号量

三、性能调优

1. JVM 基础

   • 内存区域：堆、栈、方法区、本地方法栈、程序计数器
   • 垃圾回收：CMS、G1、ZGC 收集器

2. 性能监控工具

   • JConsole：可视化监控工具
   • VisualVM：多功能分析工具
   • jstat/jmap/jstack：命令行工具

3. 优化实践

   • 避免创建过多对象
   • 字符串拼接使用 StringBuilder
   • 合理设置线程池大小

四、IO 与 NIO

1. 传统 IO（BIO）

   • 阻塞式 IO，基于流模型

   try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) {
       String line;
       while ((line = br.readLine()) != null) {
           System.out.println(line);
       }
   }

2. NIO（New IO）

   • 非阻塞 IO，基于缓冲区和选择器

   Selector selector = Selector.open();
   ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();
   serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port));
   serverSocket.configureBlocking(false);
   serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

3. AIO（Asynchronous IO）

   • 异步非阻塞 IO，基于回调机制

五、网络编程

1. Socket 编程

   // 服务器端
   try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080)) {
       Socket socket = serverSocket.accept();
       // 处理连接
   }
   
   // 客户端
   try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080)) {
       // 发送数据
   }

2. NIO 网络编程

   • 使用 Selector 实现多路复用
   • 适用于高并发场景

3. HTTP 客户端

   • 传统 HttpURLConnection
   • 现代 HttpClient（Java 11+）

六、数据库编程

1. JDBC 操作

   try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        Statement stmt = conn.createStatement();
        ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users")) {
       while (rs.next()) {
           System.out.println(rs.getString("name"));
       }
   }

2. 连接池

   • HikariCP：高性能连接池
   • Druid：阿里巴巴开源连接池

3. ORM 框架

   • Hibernate：全功能 ORM
   • MyBatis：轻量级 SQL 映射框架

七、Java 高级特性

1. 模块化系统（Java 9+）

   • 模块声明文件 module-info.java

   module com.example.myapp {
       requires java.base;
       exports com.example.myapp.api;
   }

2. 响应式编程

   • 基于 Reactive Streams 规范
   • 框架：Project Reactor、RxJava

3. 函数式编程

   • 函数式接口：Function、Consumer、Predicate
   • 方法引用：System.out::println

八、微服务与云原生

1. Spring Cloud

   • 服务注册与发现：Eureka、Consul
   • 配置中心：Config Server
   • 网关：Zuul、Spring Cloud Gateway

2. 容器化

   • Docker 基础操作
   • Dockerfile 编写

   FROM openjdk:17
   COPY target/myapp.jar /app.jar
   ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

3. Kubernetes

   • Pod、Deployment、Service 概念
   • 基本命令行操作

九、安全与加密

1. 数据加密

   • 对称加密：AES、DES
   • 非对称加密：RSA、DSA
   • 哈希算法：SHA-256、MD5

2. 安全框架

   • Spring Security 基础配置
   • JWT（JSON Web Token）认证

3. 最佳实践

   • 避免硬编码敏感信息
   • 输入验证防止 SQL 注入
   • 定期更新依赖库

十、测试与调试

1. 单元测试

   • JUnit 5 框架

   @Test
   void testAddition() {
       assertEquals(4, 2 + 2);
   }

2. 集成测试

   • Spring Test 框架
   • MockMvc 测试 REST API

3. 调试技巧

   • 使用断点调试复杂逻辑
   • 日志框架配置：SLF4J + Logback