☕ 后端开发

“设计精良的后端是任何可扩展应用的基石。”

掌握 Java 生态系统，构建健壮、高性能的后端服务。

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🍃 Spring Boot

核心概念

应用启动流程

常用注解

注解	用途
@SpringBootApplication	启动入口（组合三个注解）
@RestController	定义 REST API 端点
@Service	标记业务逻辑 Bean
@Repository	标记数据访问 Bean
@Configuration	Java 配置类
@Bean	定义 Spring 管理的 Bean
@Autowired	依赖注入

自动配置

Spring Boot 根据 classpath 中的依赖自动配置 Bean。

请求处理

示例：一个处理用户 REST 请求的 Controller。

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⚡ 并发编程 (JUC)

线程池

// 推荐：使用线程池，而非手动创建线程
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

// 最佳实践：自定义 ThreadPoolExecutor，精细调优参数
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    5,                      // corePoolSize
    10,                     // maxPoolSize
    60L, TimeUnit.SECONDS,  // keepAliveTime
    new LinkedBlockingQueue<>(100),  // workQueue (有界队列)
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()  // 拒绝策略 (背压控制)
);

CompletableFuture

// 异步组合与编排
public CompletableFuture<OrderSummary> processOrder(Order order) {
    return CompletableFuture
        .supplyAsync(() -> validateOrder(order)) // 异步执行验证
        .thenCompose(this::checkInventory)     // 串联异步操作
        .thenCombine(calculateShipping(order), this::createSummary) // 合并异步结果
        .exceptionally(ex -> handleError(ex)); // 异常处理
}

// 并行执行多个任务
CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3)
    .thenAccept(v -> {
        // 所有任务完成后执行
    });

锁与同步

机制	用途
synchronized	简单互斥
ReentrantLock	更精细的控制（可尝试锁、公平锁）
ReadWriteLock	多读单写场景
StampedLock	乐观读锁，极致性能
Semaphore	限制并发访问

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🧠 JVM 内部原理

内存模型

垃圾回收 (Garbage Collection)

GC 类型	特点	最适合场景
G1	低延迟，均衡	通用场景（默认）
ZGC	超低停顿（< 10ms）	大堆内存、对延迟敏感的场景
Parallel	高吞吐量	批处理

JVM 调优参数

# 常用生产环境设置
java -Xms4g -Xmx4g \           # 堆内存大小（最小 = 最大）
     -XX:+UseG1GC \             # 使用 G1 垃圾收集器
     -XX:MaxGCPauseMillis=200 \ # 目标停顿时间
     -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
     -Xlog:gc*:file=gc.log \    # GC 日志记录
     -jar app.jar

性能分析与监控

# JFR (Java Flight Recorder)
jcmd <pid> JFR.start duration=60s filename=recording.jfr

# jstat - GC 统计
jstat -gcutil <pid> 1000

# jmap - 堆转储
jmap -dump:live,format=b,file=heap.hprof <pid>

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📐 API 设计

RESTful API 最佳实践

HTTP 方法	用途	幂等性
GET	获取资源	是
POST	创建资源	否
PUT	替换资源	是
PATCH	部分更新	是
DELETE	移除资源	是

统一响应结构

// 统一的 API 响应格式
public record ApiResponse<T>(
    boolean success,
    T data,
    String message,
    Map<String, Object> metadata
) {
    public static <T> ApiResponse<T> success(T data) {
        return new ApiResponse<>(true, data, null, null);
    }
    
    public static <T> ApiResponse<T> error(String message) {
        return new ApiResponse<>(false, null, message, null);
    }
}

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📝 详细主题

• 并发编程 - 从基础到虚拟线程和 AI Agent 应用
• Spring Security
• 数据库访问 (JPA/JDBC)
• 缓存策略
• 微服务模式
• 测试最佳实践

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性能优化提示

1. 连接池 - 使用 HikariCP (Spring Boot 默认)
2. 懒加载 - 仅在需要时才获取数据
3. 批量操作 - 减少数据库往返次数
4. 异步化 - 尽可能异步处理 I/O 操作
5. 先分析再优化 - 先度量，后优化