1、Java中间件，分布式系统、分布式缓存、消息队列
JAVA中间件：包括服务框架中间件：解决集群间的访问通信问题。消息中间件：解决应用之间的消息传递、解耦、异步的问题。数据访问中间件：解决应用访问数据库的共性问题。
分布式系统：一定是有多个节点组成的系统，一般一个节点就是一台服务器，节点之间是相互连通协作的，这些连通的节点上部署了我们的组件，共同服务于一个大型系统。比如淘宝网，在对浏览器发送请求的背后，是一个大型的分布式系统为我们服务，整个系统有的负责请求处理，有的负责存储，有的负责计算，最终通过相互的协作把请求的结果返回给浏览器，并呈现给我们。
分布式缓存：就是把数据存放在不同的物理机器上，利用分布式缓存中间件进行处理数据。Redis和memcached缓存系统都是以key-value的形式存储和访问数据，在内存中维护一张巨大的HashTable。但是redis比memcached支持的数据类型更多，有五种数据类型：String、Hash、List、Set、ZSet（有序集合）。注意：分布式缓存系统需要用到一致哈希算法，它的的好处在于节点个数发生变化（减少或增加）时无需重新计算哈希值，避免大量key的重新映射，保证数据储存或读取时可以正确、快速地找到对应的节点。
消息队列(中间件)：负责消息的收发管理，利用高效可靠的异步消息传递机制集成到分布式系统。五大优点：解耦、异步、横向扩展、安全可靠、顺序保证。常见的有activeMQ（支持多语言，实现jms1.1），RabbitMQ（支持更多语言，基于AMQP规范），kafka(高吞吐量，分布式，分区，O(1)磁盘顺序提供消息持久化)
2、常用的开源项目框架理解
Spring
Spring是轻量级的IoC和AOP的容器框架，是进行对象管理、对象关联、解耦的一个中间层框架。是面向Bean的编程，实现了组件的解耦。
- IoC(DI)依赖注入实现的技术：反射机制、工厂模式。其中pring的BeanFactory主要实现步骤如下，
- 解析配置文件（bean.xml）
- 使用反射机制动态加载每个class节点中配置的类
- 为每个class节点中配置的类实例化一个对象
- 使用反射机制调用各个对象的seter方法，将配置文件中的属性值设置进对应的对象
- 将这些对象放在一个存储空间（beanMap）中
- 使用getBean方法从存储空间（beanMap）中取出指定的JavaBean
- AOP实现的技术： JDK动态代理技术 和 CGLIB技术(动态字节码增强技术) 。尽管实现技术不一样，但都是基于代理模式 ， 都是生成一个代理对象 。
- JDK动态代理技术：主要使用到 InvocationHandler 接口和 java.lang.reflect.Proxy类的newProxyInstance() 方法。通过使用接口，使系统松耦合。
- CGLIB(动态字节码增强)技术：是继承被代理对象，然后Override需要被代理的方法。使用继承，代码写起来更简单。
Struts2
Struts2是基于servlet、MVC设计模式的Web应用框架，在MVC设计模式中，Struts2作为控制器(Controller)来建立模型与视图的数据交互。
- Struts2框架采用Filter（StrutsPrepareAndExecuteFilter）作为核心控制器实现。是类级别的拦截，每次请求对应实例一个新的Action，然后调用setter getter方法把request中的数据注入。一个Action对象对应一个request上下文。
- Struts2流程分析：
①当在浏览器中输入相应网址，会加载web.xml中的核心控制器
②核心控制器会拦截所有请求，加载struts.xml的配置文件，找到和请求名字相同的action
③创建Class属性指定类的对象
④执行method属性指定的方法，返回一个字符串结果
⑤找Name等于此字符串的result，转到相应页面或action
⑥在页面中执行相关代码：通过EL表达式或者OGNL表达式取当前类属性的值
SpringMVC
SpringMVC是基于Servlet 、MVC设计模式的一个松耦合的web应用框架，使用前端控制器模式来进行设计，再根据请求映射规则分发给相应的后端控制器进行处理。
- SpringMVC框架采用Servlet作为核心控制器实现。是方法级别的拦截，拦截到方法后根据参数上的注解，把request数据注入进去。一个方法对应一个Request上下文，所以方法直接基本上是独立的，独享request，response数据。、
- 开发效率对比：
由于SpringMVC基于方法的拦截，有加载一次单例模式bean注入。而Struts2是类级别的拦截，每次请求对应实例一个新的Action，需要加载所有的属性值注入，所以，SpringMVC开发效率和性能高于Struts2
- SpringMVC的工作流程如下：
- 用户发送请求至前端控制器(DispatcherServlet)
- DispatcherServlet收到请求调用处理器映射器(HandlerMapping)
- 处理器映射器根据请求url找到具体的处理器，生成处理器对象及处理器拦截器对象一并返回给DispatcherServlet
- DispatcherServlet通过处理器适配器(HandlerAdapter)调用具体的处理器(Controller)
- 处理器即后端控制器(Controller)执行具体的业务操作，完成后返回ModelAndView
- HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet
- DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器
- ViewReslover解析后返回具体View
- DispatcherServlet对View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）
- DispatcherServlet响应用户
MyBatis
MyBatis 是一个基于 Java 的 持久层 框架， MyBatis 消除了几乎所有的 JDBC 代码和参数的手工设置以及结果集的检索。 把实体类和SQL语句之间建立了映射关系，是一种半自动化的ORM实现。
MyBatis的特点：
基于SQL语法，SQL语句封装在配置文件中，便于统一管理与维护。
自动化程度低、手工映射SQL，灵活程度高。
Hibernate
Hibernate是优秀的Java 持久化层解决方案、对象-关系映射（ORM）工具、简化了JDBC 繁琐的编码。
Hibernate特点：
Hibernate对象-关系映射能力强，数据库无关性好，对于关系模型要求高的软件（例如需求固定的定制化软件）如果用hibernate开发可以节省很多代码，提高效率。
编写程序的时候，HQL语句操作，以面向对象的方式处理数据。而保存数据的时候，却以关系型数据库的方式存储。
SpringBoot
SpringBoot是基于Spring4.0的一套快速搭建Spring框架的整合包。方便对各种框架的整合，让他们集成在一起更加简单，简化了我们在集成过程中的模板化配置。遵循”约定大于配置”，实现零配置。
特点：
- 创建独立的Spring应用程序
- 嵌入的Tomcat，无需部署WAR文件
- 简化Maven配置
- 自动配置Spring
- 提供生产就绪型功能，如指标，健康检查和外部配置
微服务
微服务是一种可以让软件职责单一、松耦合、自包含、可以独立运行和部署的架构思想。微服务架构是让微服务与微服务之间在结构上“松耦合”，而在功能上则表现为一个统一的整体。目的是有效的拆分应用，实现敏捷开发和部署。
关键思想就是：拆分、单一、独立、组件化。把原本一个庞大、复杂的项目按业务边界拆分一个一个独立运行的小项目，通过接口的方式组装成一个大的项目。
Dubbo
首先了解一下ESB（企业数据总线）：一般采用集中式转发请求，适合大量异构系统集成，侧重任务的编排，性能问题可通过异构的方式来进行规避，无法支持特别大的并发。
Dubbo（服务注册管理），采用的是分布式调用，致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案。其侧重服务的治理，将各个服务颗粒化，各个子业务系统在程序逻辑上完成业务的编排。是远程服务调用的分布式框架（告别Web Service模式中的WSdl，以服务者与消费者的方式在dubbo上注册）
其核心部分包含:
1. 远程通讯: 提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包括多种线程模型，序列化，以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
2. 集群容错: 提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
3. 自动发现: 基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。
服务注册中心：Zookeeper 服务调用方式： RPC
Spring Cloud
Spring cloud是基于spring boot以及结合Netflix 相关思想和代码对微服务理念的java实现。提供了一些可以用于快速构建分布式系统通用模式的工具（例如：配置管理、服务注册与发现、断路器、智能路由、微代理、控制总线），在本质上是一种分布式的解决方案。
五大核心组件：
- 服务注册发现 - Netflix Eureka
- 配置中心 - spring cloud config
- 负载均衡-Netflix Ribbon
- 断路器 - Netflix Hystrix
- 路由(网关) - Netflix Zuu
服务注册中心：Netflix Eureka 服务调用方式：REST API
Zookeeper
ZooKeeper是一种分布式应用程序协调服务，用于管理大型主机。它是集群的管理者，监视着集群中各个节点的状态，根据节点提交的反馈进行下一步合理操作。最终，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。
Zookeeper作用：
1.命名服务 2.配置管理 3.集群管理 4.分布式锁 5.队列管理
Zookeeper设计目的：
1.最终一致性：client不论连接到哪个Server，展示给它都是同一个视图，这是zookeeper最重要的性能。
2.可靠性：具有简单、健壮、良好的性能，如果消息被到一台服务器接受，那么它将被所有的服务器接受。
3.实时性：Zookeeper保证客户端将在一个时间间隔范围内获得服务器的更新信息，或者服务器失效的信息。但由于网络延时等原因，Zookeeper不能保证两个客户端能同时得到刚更新的数据，如果需要最新数据，应该在读数据之前调用sync()接口。
4.等待无关（wait-free）：慢的或者失效的client不得干预快速的client的请求，使得每个client都能有效的等待。
5.原子性：更新只能成功或者失败，没有中间状态。
6.顺序性：包括全局有序和偏序两种：全局有序是指如果在一台服务器上消息a在消息b前发布，则在所有Server上消息a都将在消息b前被发布；偏序是指如果一个消息b在消息a后被同一个发送者发布，a必将排在b前面。
Docker
Docker 属于 Linux 容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了 Docker，就不用担心环境问题。
总体来说，Docker 的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。
Docker 主要用途。
（1）提供一次性的环境。比如，本地测试他人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境。
（2）提供弹性的云服务。因为 Docker 容器可以随开随关，很适合动态扩容和缩容。
（3）组建微服务架构。通过多个容器，一台机器可以跑多个服务，因此在本机就可以模拟出微服务架构。
Redis
Redis 是一个开源的，基于高级的key-value存储在内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability）。
Redis优点
(1) 速度快，因为数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)
(2) 支持丰富数据类型，支持string，list，set，sorted set，hash
(3) 支持事务，操作都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行
(4) 丰富的特性：可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后将会自动删除
Memcached
Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。Memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高动态、数据库驱动网站的速度。
- Memcached特征：
- 协议简单
- 基于libevent的事件处理
- 内置内存存储方式
- memcached不互相通信的分布式
- Memcache与Redis的区别都有哪些？
1)、存储方式 Memecache把数据全部存在内存之中，断电后会挂掉，数据不能超过内存大小。 Redis有部份存在硬盘上，这样能保证数据的持久性。
2)、数据支持类型 Memcache对数据类型支持相对简单。 Redis有复杂的数据类型。
3)、使用底层模型不同 它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。 Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。
3、远程服务调用 RPC、REST API
RPC 即远程过程调用（Remote Procedure Call Protocol，简称RPC），像调用本地服务(方法)一样调用服务器的服务(方法)。通常的实现有 XML-RPC , JSON-RPC , 通信方式基本相同, 不同的只是传输数据的格式。
RPC架构里包含如下4个组件:
1、 客户端(Client)：服务调用方
2、 客户端存根(Client Stub)：存放服务端地址信息，将客户端的请求参数打包成网络消息，再通过网络发送给服务方
3、 服务端存根(Server Stub)：接受客户端发送过来的消息并解包，再调用本地服务
4、 服务端(Server)：真正的服务提供者。
RPC架构目的是把调用、编码/解码的过程封装起来，让用户像调用本地服务一样的调用远程服务。要做到对客户端（调用方）透明化服务， RPC框架需要考虑解决如下问题：
- 服务端提供的服务如何发布，客户端如何发现服务；
- 如何对请求对象和返回结果进行序列化和反序列化；
- 如何更高效进行网络通信。
REST 即表述性状态传递（Representational State Transfer，简称REST），是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。它是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。
REST通过资源的角度观察网络( 通过HTTP协议定义的通用动词方法(GET、PUT、DELETE、POST) )，以URI对网络资源进行唯一标识，响应端根据请求端的不同需求，通过无状态通信，对其请求的资源进行表述。
REST使用HTTP+URI+XML 来实现其要求的架构风格：HTTP协议和URI用于统一接口和定位资源，文本、二进制流、XML、JSON等格式用来作为资源的表述。
满足REST约束条件和原则的架构或接口，就被称为是RESTful架构或RESTful接口。就像URL都是URI(统一资源标识)的表现形式一样，RESTful是符合REST原则的表现形式。