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什么才是java的基礎知識?

2018.05.06 14:18 12108瀏覽

近日里,很多人邀請我回答各種j2ee開發的初級問題,我無一都強調java初學者要先扎實自己的基礎知識,那什么才是java的基礎知識?又怎么樣才算掌握了java的基礎知識呢?這個問題還真值得仔細思考。

我做j2ee開發已經超過十載,作為過來人,心路歷程估計和大家差不多。編碼的前幾年,很長一段時間覺得java簡單,開發實現各種功能都很輕松,代碼寫起來根本不費勁(主要是因為寫的代碼都是一些功能業務邏輯)。但同時自己心里明白,自己其實沒有什么水平,自己這3,4年以來學懂的東西就那么多,其他人幾個月就可以學會,自己的競爭力在哪里?這種矛盾的心理,困擾了我非常長的時間,非常的苦惱!總有一種報國無門無處發力的感覺。

這個時期,熱衷了使用各種框架,各種api,常以今天學習了某個api,組件,框架的使用就覺得自己學到了東西,設計模式也看過不止一次,但都沒有啥感覺。一方面很努力學習,一方面又覺得不踏實,因為例如這個api我知道而你不知道,但我告訴你之后你就知道了,那我比你的優勢在哪里呢?苦惱*2

過了很長一段這種惶惶不可終日的日子,決定自己要改變,改變的方向就是閱讀自己用到的java相關的源代碼,看看jdk是如何實現的。就從基本的數據結構看,然后看多線程相關,在學習前臺等等。寫的代碼還是那些代碼,代碼還是那么簡單,但我力求做到知道代碼背后的真相,這就是我最開始努力的方向。于是不再把時間都花在追求各種新框架、新API的使用上,每天都花時間在看實現原理上。就這樣過了大半年左右,終于不再迷茫,不會在覺得自己只懂api的使用,覺得自己沒有那么膚淺了,說脫胎換骨也不為過。那段時間,是我成長最快的時期,也是最充實的一段時光。

Talk is cheap,show me the code。舉例說明大家會比較有感覺。

如學習了hashmap的源代碼知道了工作原理之后,使用hashmap

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

代碼還是那個代碼,但我已經知道了hashmap背后的東西

  • 數據結構是鏈表的數組(注:后面的版本為了提升性能,已經是改成鏈表或者樹(節點較多)了)
  • 思想上是空間換時間的算法
  • 構造函數上有容量和負載因子2個參數以及作用
  • 決定性能的是key的hashcode是否夠快、結果夠分散(不分散就會變成鏈表的性能了),和擴容的開銷(什么時候擴容,和負載因子有關)

然后寫代碼的時候,如果知道了最終的容量(尤其是數據量大的時候),我都會指定初始化容量,類似如下

List<SomeBean> list = doSomeThing(); 
Map<Integer, String> map = new HashMap<>((int)(list.size()/0.75));//0.75為默認負載因子

如果工作中某個map使用特別多,性能還需要繼續優化,我就會考慮從以下方面優化

  • 如果key是自己定義的對象,那么hashcode方法是否夠快(最少應該緩存保證只計算一次,而且放入之后不能改變,決定hashcode的字段不能改變)? hash的結果是否夠分散?
  • 可以考慮調小負載因子,花更多的空間來換時間

學習源代碼的時候,特別有意思,你會強烈感覺到一個詞:舉一反三!觸類旁通! 學習api使用的時候,如果你只知道使用不知道原理,很難舉一反三,感覺的是死記硬背。但學習了原理之后,知識成體系后,很容易舉一反三,學的越多就容易,還是以hashmap為例,我舉一個hashmap反三個點。

  1. 你會知道但凡有數組的數據結構,構造函數都有一個容量的初始化參數(或者說構造函數有初始化容量的可能都是數組的數據結構)。構造函數如下
public ArrayList(int initialCapacity) //LinkedList不是數組就沒有
public HashMap(int initialCapacity) 
public StringBuffer(int capacity) 

你就會知道,數組擴容很耗性能(數據量大容易oom),盡量指定容量。

  1. 算法是空間換時間,還有沒有其他算法是這種思想的?你最少能找到一個桶排序。

  2. 數據庫的分庫分表,思路和hashmap大同小異

  3. 各種分布式的hash一致性算法,第一步都是創建一個最大的數組(Integer.MAX_VALUE),就是避免了hashmap最耗性能的擴容運算。

學習了hashmap之后,你很自然就會去了解其他的map,如TreeMap,LinkedHashmap(超級有用),HashTable,ConcurrentSkipListMap(算法思路很有意思),ConcurrentHashMap等,你會知道set就是用map做的,都不需要學。到了這步,map相關就可以暫告一段落。

在學習中,我發現思想上的東西是最重要的,你理解了思想,一下子就豁然開朗了,在也不需要死記硬背了。如學習CAS的時候,大家都知道這是一種指令級的免鎖實現。看代碼的時候,我一度疑惑為什么會有個while死循環(原諒我天資駑鈍)

public final int getAndUpdate(IntUnaryOperator updateFunction) {
  int prev, next;
  do {
      prev = get();
      next = updateFunction.applyAsInt(prev);
  } while (!compareAndSet(prev, next));
  return prev;
}

后來從思想上理解,才知道樂觀鎖的概念,就是很樂觀,假設你不會出錯,但你要是出錯了我就重試有辦法給你修復,對應的就是悲觀鎖,就是很悲觀,覺得不鎖就會出錯,如synchronize關鍵字和reentrantlock。這體現了2種不同截然不同的管理思想。這種思想經常體現在多個系統集成的設計,有些時候如果你用悲觀的思想設計,實現起來很麻煩或者無法實現,但如果你用樂觀的思想,減少出錯條件,然后出錯了能解決,代價就會小很多。

說了這么多,我想說的就是,j2ee的基礎知識就是你做項目中代碼背后的東西。提高自己水平的方法很簡單,就是把大部分時間去了解實現原理,了解思想,讓自己的知識串起來,形成體系。j2ee的知識特別多,學得人想哭,千萬不要一開始把時間花在各種框架、組件的使用上,在我看來那是本末倒置。簡單來說:先修內功再練招式。

我覺得重要的、工作會用得到的知識就是一個請求從前臺到后臺處理的過程需要用到的東西,最少包括以下點:js,html,css,ajax,ajax跨域,跨站腳本,web緩存,web優化,nginx,apache作用,鑒權方式,cookie,session,servlet,filter,基本數據結構,線程池,線程并發,緩存,io等等,知識點非常多。如你前臺用jq,你應該了解他的選擇器和ajax是如何實現的(其實去了解就會發現不復雜)?而不是只是會用。后臺你用springmvc,你要了解他是如何工作,每一個配置是做什么,為什么?

j2ee知識點特別多,每一個都能寫很多,我也在不斷學習中。具體要寫我還真不知道如何下手,我就列舉一下我覺得基礎的東西(面試的時候問的問題),有簡單有難,你覺得偏可能是你沒有做過這塊的開發或者做得比較淺:

  1. map有哪些,特點和使用場景?(只知道hashmap,hashtable是不夠的。。。)
  2. 哪些方面會影響hashmap的性能?
  3. 線程安全的map有哪些,concurrenthashmap是如何實現線程安全的(jdk1.8大不同)?
  4. 鎖有哪幾種?
  5. 公平鎖,讀寫鎖等如何實現?
  6. synchronize能加在哪些地方?什么區別?
  7. 死鎖的形成條件?現在很少死鎖了,很少問
  8. 原子數據對象的原理?
  9. reentrantlock相關知識,condition如何使用?(很重要的知識點,強烈推薦閱讀ArrayBlockingQueue源碼,教科書般)
  10. volatile的相關知識(內存屏障,重排)
  11. ThreadLocal原理和使用?(超級有用的知識點,工作中使用很多,讓代碼漂亮很多,后面專門開貼寫)
  12. 多個線程同步等待?(CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore信號量很多語言都有,實際上使用不是很多,線程池就可以實現大部分等待功能)
  13. 線程池?(種類,重要的方法,這個一般是使用層面,簡單)
  14. 動態代理?反射?內省?(考察知識面)
  15. session相關知識?和cookie關系?分布式session實現原理?
  16. cookie相關知識?有哪些屬性?(有些屬性很有用,只是我們很少留意而已!)
  17. nginx,apache 實際項目能做哪些?(鑒權,轉發,緩存,反向代理等)和tomcat什么關系?最少了解
  18. ajax跨域原因?解決方式?(重點知識,做SE避免不了的問題。這里很多知識點。)
  19. jsonp原理?后臺需要改動嗎?(jsonp雖然現在落伍了,但還是會問問)
  20. web優化知識點?(常規知識點)
  21. 前臺緩存相關?(200cache,304,ajax緩存,如何實現緩存)

一列舉就根本停不下來了。。。其他的spring框架的東西也很多,還有jvm的東西,系統集成相關,數據庫相關,io做得很少也不懂問,后面再慢慢把我的學習過程和偶得寫下來。很多東西我也是了解個大概,就是看看你有沒有學習過,不斷學習是程序員最重要的特征。

我不算高手,只能算一個合格的老程序員。這里只是說了一下自己之前學習的方向和列舉了幾個學習中的例子,大家見仁見智。帖子也是針對迷茫的初學者有感而發,希望能幫助到大家。

最后我總結一下:初學者先廣在精,關注代碼背后的實現,關注內功修煉,了解實現原理和思想,形成自己完整的技術體系,知識成片之后就容易觸類旁通,進步的速度就會越來越快。最后以我在每一個項目組和開發人員聊天都會說的幾個例子結尾:“少林功夫里面有功和拳之分,馬步功,石鎖功是功,蛇拳猴拳是拳,你不可能練會了蛇拳猴拳就能打人,你必須先重點練功。喬峰在聚賢莊用太祖長拳把大家打得落花流水,我們用太祖長拳就只是個廣播體操。同樣,我們要分清編程里面那些是功那些是拳,代碼背后的實現和思想是功,各個框架、api使用是拳。初學者應該大部分時間花在練功上,功到了拳自然就有了,切勿本末倒置。”謝謝大家閱讀!

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