2024Java开发工程师必备知识，Java后端学习主流知识学习系列（一）（建议先收藏）(1)_一个优秀java后端程序员 结构化知识

先自我介绍一下，小编浙江大学毕业，去过华为、字节跳动等大厂，目前阿里P7

深知大多数程序员，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

因此收集整理了一份《2024年最新Java开发全套学习资料》，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友。

既有适合小白学习的零基础资料，也有适合3年以上经验的小伙伴深入学习提升的进阶课程，涵盖了95%以上Java开发知识点，真正体系化！

由于文件比较多，这里只是将部分目录截图出来，全套包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、大纲路线、讲解视频，并且后续会持续更新

如果你需要这些资料，可以添加V获取：vip1024b （备注Java）

正文

什么是JDK？

JDK 是 Java Development ToolKit 的简称，也就是 Java 开发工具包。JDK 是整个 Java 的核心，包括 Java 运行环境（Java Runtime Envirnment，简称 JRE），Java 工具（比如 javac、java、javap 等等），以及 Java 基础类库（比如 rt.jar）。

平时安装的JDK会有以下几部分（了解）

1. bin：包含了最主要的是编译器（javac.exe）

2. include：Java 和 JVM 交互用的头文件

3. lib：类库

4. jre：Java 运行环境

JDK的三种类型

1. J2SE：Standard Edition，标准版，是我们通常用的一个版本，从 JDK 5.0 开始，改名为 Java SE。

2. J2EE：Enterprise Edition，企业版，从 JDK 5.0 开始，改名为 Java EE。

3. J2ME：Micro Edition，主要应用于移动设备、嵌入式设备，从 JDK 5.0 开始，改名为 Java ME

Java的三种技术架构

1. JAVAEE：Java Platform Enterprise Edition，开发企业环境下的应用程序，主要针对web程序开发；

2. JAVASE：Java Platform Standard Edition，完成桌面应用程序的开发，是其它两者的基础；

3. JAVAME：Java Platform Micro Edition，开发电子消费产品和嵌入式设备，如手机中的程序；

什么是JRE？

Java Runtime Environment：是Sun的产品，java程序的运行环境，java运行的所需的类库+JVM(java虚拟机)。 是面向Java程序的使用者，而不是开发者。

如果安装了JDK，会发同你的电脑有两套JRE，一套位于 \jre 另外一套位于 C:\Program Files\Java\jre1.5.0_15 目录下，后面这套比前面那套少了Server端的Java虚拟机，不过直接将前面那套的Server端Java虚拟机复制过来就行了。而且在安装JDK可以选择是否安装这个位于 C:\Program Files\Java 目录下的JRE。如果你只安装JRE，而不是JDK，那么只会在 C:\Program Files\Java 目录下安装唯一的一套JRE。

Java 基本数据类型

变量就是申请内存来存储值。也就是说，当创建变量的时候，需要在内存中申请空间。

内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间，分配的空间只能用来储存该类型数据。

八种基本类型（四个整数型+两个浮点型+字符类型+布尔型）

下表列出了 Java 各个类型的默认值

| 数据类型 | 字节 （1字节=8位） | 默认值 |

| — | — | — |

| byte | 8位 | 0 |

| short | 16 位 | 0 |

| int | 32位 | 0 |

| long | 64 位 | 0L |

| float | 32位 | 0.0f |

| double | 64 位 | 0.0d |

| char | 16 位 Unicode 字符 | ‘u0000’ |

| boolean | 一位 | false |

Java 引用数据类型

引用类型包括三种：

1. 类 Class

2. 接口 Interface

3. 数组 Array

引用类型一般是通过new关键字来创建，比如Integer num = new Integer(3);它存放在内存的堆中，可以在运行时动态的分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，当引用类型变量不被使用时，Java内部的垃圾回收器GC会自动回收走。引用变量中存放的不是变量的内容，而是存放变量内容的地址。

在参数传递时，基本类型都是传值，也就是传递的都是原变量的值得拷贝，改变这个值不会改变原变量，而引用类型传递的是地址，也就是参数与原变量指向的是同一个地址，所以如果改变参数的值，原变量的值也会改变。这点要注意。

在java中，8种基本类型在java中都有对应的封装类型，也就是引用类型：

1. 整数类型 Byte、Short、Integer、Long

2. 浮点数类型 Float、Double

3. 字符型 Character

4. 布尔类型 Boolean

二、操作系统

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操作系统的四个特性

1. 并发：同一段时间内多个程序执行(注意区别并行和并发，前者是同一时刻的多个事件，后者是同一时间段内的多个事件)

2. 共享：系统中的资源可以被内存中多个并发执行的进线程共同使用

3. 虚拟：通过时分复用（如分时系统）以及空分复用（如虚拟内存）技术实现把一个物理实体虚拟为多个

4. 异步：系统中的进程是以走走停停的方式执行的，且以一种不可预知的速度推进

死锁定义

在两个或多个并发进程中，如果每个进程持有某种资源而又都等待别的进程释放它或它们现在保持着的资源，在未改变这种状态之前都不能向前推进，称这一组进程产生了死锁。通俗地讲，就是两个或多个进程被无限期地阻塞、相互等待的一种状态。

死锁产生条件（4个）

1. 互斥条件：一个资源一次只能被一个进程使用

2. 请求保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已经获得资源保持不放

3. 不可抢占条件： 进程已获得的资源在未使用完之前不能强行剥夺

4. 循环等待条件；若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源的关系

死锁处理

1. 预防死锁：破坏产生死锁的4个必要条件中的一个或者多个；实现起来比较简单，但是如果限制过于严格会降低系统资源利用率以及吞吐量

2. 避免死锁：在资源的动态分配中，防止系统进入不安全状态(可能产生死锁的状态)-如银行家算法

3. 检测死锁：允许系统运行过程中产生死锁，在死锁发生之后，采用一定的算法进行检测，并确定与死锁相关的资源和进程，采取相关方法清除检测到的死锁。实现难度大

4. 解除死锁：与死锁检测配合，将系统从死锁中解脱出来（撤销进程或者剥夺资源）。对检测到的和死锁相关的进程以及资源，通过撤销或者挂起的方式，释放一些资源并将其分配给处于阻塞状态的进程，使其转变为就绪态。实现难度大

什么是银行家算法？

银行家算法（Banker’s Algorithm）是一个避免死锁（Deadlock）的著名算法，是由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为T.H.E系统设计的一种避免死锁产生的算法。它以银行借贷系统的分配策略为基础，判断并保证系统的安全运行。

银行家算法的实现思想：

• 允许进程动态地申请资源，系统在每次实施资源分配之前，先计算资源分配的安全性，若此次资源分配安全（即资源分配后，系统能按某种顺序来为每个进程分配其所需的资源，直至最大需求，使每个进程都可以顺利地完成），便将资源分配给进程，否则不分配资源，让进程等待。

操作系统分类

批处理操作系统、分时操作系统（Unix）、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、微机操作系统（Linux、Windows、IOS等）、嵌入式操作系统。

三、计算机网络

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网络层次划分

为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，国际标准化组织（ISO）在1978年提出了"开放系统互联参考模型"，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层，自下而上依次为：

• 物理层（Physics Layer）、数据链路层（Data Link Layer）、网络层（Network

Layer）、传输层（Transport Layer）、会话层（Session Layer）、表示层（Presentation

Layer）、应用层（Application Layer）。

其中第四层完成数据传送服务，上面三层面向用户。除了标准的OSI七层模型以外，常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议

TCP/IP协议

TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

应用层:

• 向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。

传输层:

• 提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。

网络层 ：

• 负责相邻计算机之间的通信。

网络接口层：

• 这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

IP地址

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

首先出现的IP地址是IPV4，它只有4段数字，每一段最大不超过255。由于互联网的蓬勃发展，IP位址的需求量愈来愈大，使得IP位址的发放愈趋严格，各项资料显示全球IPv4位址可能在2005至2010年间全部发完(实际情况是在2019年11月25日IPv4位地址分配完毕）。地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。

DNS协议是什么？

DNS是域名系统(DomainNameSystem)的缩写，该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务，可以简单地理解为将URL转换为IP地址。域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的，每一个域名都对应一个惟一的IP地址，在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的，DNS就是进行域名解析的服务器。

DNS命名用于Internet等TCP/IP网络中，通过用户友好的名称查找计算机和服务。

NAT协议是什么？

NAT网络地址转换(Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术，它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。

原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。

DHCP协议是什么？

DHCP动态主机设置协议（Dynamic Host Configuration Protocol）是一个局域网的网络协议。

使用UDP协议工作，主要有两个用途：

1. 给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址

2. 给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段

四、数据结构

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一些概念

数据

• 所有能被输入到计算机中，且能被计算机处理的符号的集合。是计算机操作的对象的总称。

数据元素

• 数据（集合）中的一个“个体”，数据及结构中讨论的基本单位

数据项

• 数据的不可分割的最小单位。一个数据元素可由若干个数据项组成。

数据类型

• 在一种程序设计语言中，变量所具有的数据种类。整型、浮点型、字符型等等

逻辑结构

• 数据之间的相互关系

算法五个特性

有穷性、确定性、可行性、输入、输出

算法设计要求

正确性、可读性、健壮性、高效率与低存储量需求。(好的算法)

时间复杂度

算法的执行时间与原操作执行次数之和成正比。时间复杂度有小到大：O(1)、O(logn)、O(n)、O(nlogn)、O(n2)、O(n3)。幂次时间复杂度有小到大O(2n)、O(n!)、O(nn)

空间复杂度

若输入数据所占空间只取决于问题本身，和算法无关，则只需要分析除输入和程序之外的辅助变量所占额外空间。

物理结构/存储结构

数据在计算机中的表示。物理结构是描述数据具体在内存中的存储（如：顺序结构、链式结构、索引结构、哈希结构）等

五、算法

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贪心算法

在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说，不从整体最优上加以考虑，他所做出的是在某种意义上的局部最优解。

从问题的某一个初始解出发一步一步地进行，根据某个优化测度，每一步都要确保能获得局部最优解。每一步只考虑一个数据，他的选取应该满足局部优化的条件。若下一个数据和部分最优解连在一起不再是可行解时，就不把该数据添加到部分解中，直到把所有数据枚举完，或者不能再添加算法停止。

基本思路

• 建立数学模型来描述问题

• 把求解的问题分成若干个子问题

• 对每个子问题求解，得到子问题的局部最优解

• 把子问题的解局部最优解合成原来问题的一个解

存在的问题

1. 不能保证求得的最后解是最佳的

2. 不能用来求最大值或最小值的问题

3. 只能求满足某些约束条件的可行解的范围

贪心策略适用的前提是：局部最优策略能导致产生全局最优解。

实际上，贪心算法适用的情况很少。一般对一个问题分析是否适用于贪心算法，可以先选择该问题下的几个实际数据进行分析，就可以做出判断。

贪心算法的实现框架

从问题的某一初始解出发；

while （能朝给定总目标前进一步）

{

利用可行的决策，求出可行解的一个解元素；

}

由所有解元素组合成问题的一个可行解；

例题：

[背包问题]

有一个背包，背包容量是M=150。有7个物品，物品可以分割成任意大小。 要求尽可能让装入背包中的物品总价值最大，但不能超过总容量。 物品

A B C D E F G 重量 35 30 60 50 40 10 25 价值 10 40 30 50 35 40 30

这个例子，可以说很经典。

分析：

目标函数： ∑pi最大

约束条件是装入的物品总重量不超过背包容量，即∑wi<=M( M=150)

（1）根据贪心的策略，每次挑选价值最大的物品装入背包，得到的结果是否最优？

（2）每次挑选所占重量最小的物品装入是否能得到最优解？

（3）每次选取单位重量价值最大的物品，成为解本题的策略?

贪心算法是很常见的算法之一，这是由于它简单易行，构造贪心策略简单。但是，它需要证明后才能真正运用到题目的算法中。一般来说，贪心算法的证明围绕着整个问题的最优解一定由在贪心策略中存在的子问题的最优解得来的。

对于本例题中的3种贪心策略，都无法成立，即无法被证明，解释如下：

（1）贪心策略：选取价值最大者。反例：

W=30

物品：A B C

重量：28 12 12

价值：30 20 20

根据策略，首先选取物品A，接下来就无法再选取了，可是，选取B、C则更好。

（2）贪心策略：选取重量最小。它的反例与第一种策略的反例差不多。

（3）贪心策略：选取单位重量价值最大的物品。反例：

W=30

物品：A B C

重量：28 20 10

价值：28 20 10

根据策略，三种物品单位重量价值一样，程序无法依据现有策略作出判断，如果选择A，则答案错误。

值得注意的是，贪心算法并不是完全不可以使用，贪心策略一旦经过证明成立后，它就是一种高效的算法。比如，求最小生成树的Prim算法和Kruskal算法都是漂亮的贪心算法。

［最大整数］

设有n个正整数，将它们连接成一排，组成一个最大的多位整数。

例如：n=3时，3个整数13，312，343，连成的最大整数为34331213。

又如：n=4时，4个整数7，13，4，246，连成的最大整数为7424613。 输入：n N个数 输出：连成的多位数

算法分析：

此题很容易想到使用贪心法，在考试时有很多同学把整数按从大到小的顺序连接起来，测试题目的例子也都符合，但最后测试的结果却不全对。按这种标准，我们很容易找到反例：12，121应该组成12121而非12112，那么是不是相互包含的时候就从小到大呢？也不一定，如12，123就是12312而非12123，这种情况就有很多种了。是不是此题不能用贪心法呢？

其实此题可以用贪心法来求解，只是刚才的标准不对，正确的标准是：先把整数转换成字符串，然后在比较a+b和b+a，如果a+b>=b+a，就把a排在b的前面，反之则把a排在b的后面。

@Test

public void testMaxNum() {

//有n个正整数，将它们连接成一排，组成一个最大的多位整数

//12112错误

//12121正解

// int[] nums = {12, 121};

int[] nums = {12, 123};

String result = maxNum(nums);

System.out.println(“组成最大整数:” + result);

}

/**

• 根据给定的整数组成最大的多位数

• @param nums

*/

public String maxNum(int[] nums) {

String result = “”;

for (int i = 0; i < nums.length; i++) {

String num1 = nums[i] + “”;

for (int j = 1; j < nums.length; j++) {

String num2 = nums[j] + “”;

if ((num1 + num2).compareTo(num2 + num1) < 0) {

int temp = nums[j];

nums[j] = nums[i];

nums[i] = temp;

}

}

}

for (int i = 0; i < nums.length; i++) {

result += nums[i];

}

return result;

结局：总结+分享

看完美团、字节、腾讯这三家的一二三面试问题，是不是感觉问的特别多，可能咱们真的又得开启面试造火箭、工作拧螺丝的模式去准备下一次的面试了。

开篇有提及我可是足足背下了Java互联网工程师面试1000题，多少还是有点用的呢，换汤不换药，不管面试官怎么问你，抓住本质即可！能读到此处的都是真爱

• Java互联网工程师面试1000题

而且从上面三家来看，算法与数据结构是必备不可少的呀，因此我建议大家可以去刷刷这本左程云大佬著作的 《程序员代码面试指南 IT名企算法与数据结构题目最优解》，里面近200道真实出现过的经典代码面试题。

• 程序员代码面试指南–IT名企算法与数据结构题目最优解

• 其余像设计模式，建议可以看看下面这4份PDF（已经整理）

• 更多的Java面试学习笔记如下，关于面试这一块，我额外细分出Java基础-中级-高级开发的面试+解析，以及调优笔记等等等。。。

以上所提及的全部Java面试学习的PDF及笔记，如若皆是你所需要的，那么都可发送给你！

网上学习资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，遇到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提升。

需要这份系统化的资料的朋友，可以添加V获取：vip1024b （备注Java）

一个人可以走的很快，但一群人才能走的更远！不论你是正从事IT行业的老鸟或是对IT行业感兴趣的新人，都欢迎加入我们的的圈子（技术交流、学习资源、职场吐槽、大厂内推、面试辅导），让我们一起学习成长！
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[外链图片转存中…(img-tPJlNGWq-1713376494520)]

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[外链图片转存中…(img-qV0ennAB-1713376494521)]

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