Backend Developer Java

Семантика языка Java: система типов и упаковка, строки и иммутабельность, контракт equals/hashCode, интерфейсы, обобщения и стирание типов, records и sealed-типы, модель исключений. Не синтаксис, а поведение и стоимость решений.

1. Типы: примитивы, ссылки и упаковка
2. Строки: пул, иммутабельность и конкатенация
3. Контракт equals и hashCode
4. Интерфейсы: default-методы и функциональные интерфейсы
5. Обобщения и стирание типов
6. Records, sealed-типы и сопоставление с образцом
7. Модель исключений

Java Collections Framework изнутри: устройство ArrayList и HashMap, стоимость операций, хеширование и коллизии, упорядоченные структуры, fail-fast итераторы и потокобезопасные коллекции. Выбор коллекции — это выбор асимптотики и памяти.

1. Иерархия коллекций и стоимость операций
2. ArrayList и LinkedList: массив против связного списка
3. HashMap изнутри
4. TreeMap, LinkedHashMap и упорядоченность
5. Итераторы и fail-fast поведение
6. Потокобезопасные коллекции

Функциональный слой Java: лямбды и ссылки на методы, конвейер Stream с ленивыми промежуточными операциями, коллекторы, Optional и цена параллельных стримов.

1. Лямбды и функциональные интерфейсы
2. Конвейер Stream: ленивость и исполнение
3. Коллекторы: сбор, группировка, агрегация
4. Optional: семантика и границы применения
5. Параллельные стримы и их цена

Среда выполнения Java: устройство памяти (куча, стеки, metaspace), поколения и алгоритмы сборки мусора, загрузка классов, JIT-компиляция и диагностика проблем с памятью. Отделяет гарантии языка от поведения под нагрузкой.

1. Память JVM: куча, стеки, metaspace
2. Сборка мусора: достижимость и поколения
3. Алгоритмы GC: G1, ZGC и выбор коллектора
4. Ссылки: strong, soft, weak, phantom
5. Загрузка классов
6. JIT: от интерпретации к машинному коду
7. OutOfMemoryError и поиск утечек

Многопоточность в Java: потоки и их жизненный цикл, мониторы и synchronized, volatile и видимость, пулы потоков и ExecutorService, CompletableFuture, явные блокировки и координация, виртуальные потоки. Гонки, взаимоблокировки и как их не создавать.

1. Потоки: создание, состояния, прерывание
2. Мониторы: synchronized, wait и notify
3. Volatile, атомарность и гонки данных
4. Пулы потоков и ExecutorService
5. CompletableFuture: композиция асинхронных задач
6. Явные блокировки и примитивы координации
7. Виртуальные потоки

Формальная модель того, что потоки видят в памяти: happens-before, безопасная публикация объектов, атомики и CAS, ThreadLocal. Объясняет, почему код без синхронизации может видеть устаревшие данные.

1. Happens-before и гонки данных
2. Безопасная публикация и final
3. Атомики и CAS
4. ThreadLocal: изоляция состояния по потоку

Основание Spring: IoC-контейнер и ApplicationContext, конфигурация и сканирование компонентов, автоконфигурация Spring Boot, externalized configuration с профилями и запуск приложения со встроенным сервером.

1. IoC-контейнер и ApplicationContext
2. Конфигурация: @Configuration, @Bean и сканирование
3. Автоконфигурация и стартеры
4. Внешняя конфигурация и профили
5. Старт приложения и встроенный сервер

Жизненный цикл бина от определения до уничтожения, области видимости, способы внедрения зависимостей, разрешение неоднозначностей и циклические зависимости. Неверная область видимости — источник трудноуловимых багов.

1. Жизненный цикл бина
2. Области видимости бинов
3. Способы внедрения зависимостей
4. Разрешение неоднозначностей
5. Циклические зависимости

Как работает «магия» Spring: динамические прокси JDK и CGLIB, модель аспектов, @Transactional под капотом и ограничения прокси-подхода — самовызов, final-методы, видимость.

1. Динамические прокси: JDK и CGLIB
2. Модель Spring AOP: аспекты, advice, pointcut
3. @Transactional под капотом
4. Ограничения прокси: самовызов и границы

Слой, где контракт API превращается в код: путь запроса через DispatcherServlet, контроллеры и привязка параметров, валидация, единый формат ошибок и сериализация через Jackson.

1. DispatcherServlet: путь запроса
2. Контроллеры и привязка параметров
3. Валидация входных данных
4. Обработка ошибок и ProblemDetail
5. Сериализация: Jackson и DTO

Семантика протокола, на которой держится любой API: методы и коды состояния, безопасность и идемпотентность, кэширование с условными запросами, версионирование и эволюция контракта.

1. Методы и коды состояния
2. Безопасность и идемпотентность
3. Кэширование и условные запросы
4. Версионирование и эволюция API

ORM поверх реляционной БД: persistence context и жизненный цикл сущности, маппинг связей, стратегии загрузки и проблема N+1, запросы и проекции, транзакции и блокировки, кэши Hibernate. Ключевой навык — видеть, какой SQL порождает код.

1. ORM и persistence context
2. Жизненный цикл сущности
3. Маппинг связей
4. Ленивая загрузка и проблема N+1
5. Запросы: JPQL, производные методы и проекции
6. Транзакции и блокировки в JPA
7. Кэши Hibernate

Слой под ORM: JDBC как протокол доступа, пулы соединений и их настройка, границы транзакций на уровне соединения и версионирование схемы через миграции. Именно этот слой определяет поведение под нагрузкой.

1. JDBC: соединение, statement, результат
2. Пулы соединений
3. Миграции схемы

Асинхронный обмен событиями через Kafka: архитектура (топики, партиции, offset), продюсеры и консьюмеры, семантики доставки, идемпотентность потребителя и обработка отравленных сообщений, интеграция через Spring Kafka.

1. Зачем брокер сообщений
2. Архитектура Kafka
3. Продюсер: ключи, партиционирование, гарантии
4. Консьюмеры и группы
5. Семантики доставки
6. Идемпотентность потребителя, retry и DLQ
7. Spring for Apache Kafka

Безопасность Spring-приложения: цепочка фильтров и SecurityContext, модель аутентификации, правила авторизации, stateless REST API с JWT, а также CSRF, CORS и сессии.

1. Цепочка фильтров и SecurityContext
2. Модель аутентификации
3. Авторизация: URL и методы
4. Stateless API: JWT resource server
5. CSRF, CORS и сессии

Что отличает рабочий сервис от учебного: операционные требования, Actuator и health-проверки, корректное завершение под трафиком, конфигурация окружений и обращение с секретами.

1. Что значит production-ready
2. Actuator и health-проверки
3. Корректное завершение
4. Конфигурация окружений и секреты

Пирамида тестов для Java-бэкенда: JUnit 5, тестовые дублёры с Mockito, срезы контекста Spring, интеграционные тесты с реальными зависимостями через Testcontainers и проектирование кода под тестируемость.

1. Пирамида тестов
2. JUnit 5
3. Mockito и тестовые дублёры
4. Тесты Spring: срезы контекста
5. Интеграционные тесты с Testcontainers
6. Проектирование под тестируемость

Три канала наблюдаемости Java-сервиса: структурное логирование с корреляцией, метрики через Micrometer и распределённая трассировка с OpenTelemetry. Без них поведение под нагрузкой остаётся непрозрачным.

1. Логи, метрики, трассировки
2. Структурное логирование
3. Метрики: Micrometer
4. Распределённая трассировка

Доставка Java-сервиса: образы и Dockerfile с учётом особенностей JVM, основы Kubernetes (поды, деплойменты, конфигурация), пробы и лимиты ресурсов, конвейер сборки и деплоя.

1. Контейнеры: изоляция и образы
2. Dockerfile для Java-приложения
3. Kubernetes: поды, деплойменты, сервисы
4. Пробы и ресурсы пода
5. Конвейер CI/CD

Сервис среди ненадёжных соседей: режимы отказов и каскады, повторы с таймаутами, размыкатель цепи, изоляция ресурсов и осознанная деградация.

1. Режимы отказов и каскады
2. Таймауты и повторы
3. Размыкатель цепи
4. Изоляция и деградация

Обзорный модуль-развилка: как выбирать направление роста после уверенного владения основой — профилирование JVM, специализированные протоколы, реактивный стек, соседние языки платформы.

1. Как выбирать специализацию

Поиск узких мест по измерениям: методология профилирования, Java Flight Recorder и Mission Control, CPU- и аллокационные профили с флеймграфами, чтение GC-логов и базовая настройка сборщика.

1. Сначала измерение
2. Java Flight Recorder и Mission Control
3. CPU- и аллокационные профили
4. GC-логи и базовая настройка

Бинарный RPC поверх HTTP/2: контракты в protobuf, генерация кода и виды вызовов, дедлайны и обработка ошибок, стриминг. Когда gRPC выигрывает у REST и какой ценой.

1. Модель gRPC: protobuf и HTTP/2
2. Сервисы, стабы и дедлайны
3. Стриминг

Неблокирующий стек: модель реактивных потоков с обратным давлением, типы Reactor (Mono, Flux), WebFlux против MVC и честное сравнение с виртуальными потоками.

1. Реактивные потоки и обратное давление
2. Reactor: Mono, Flux и операторы
3. WebFlux, MVC и виртуальные потоки