什么才是 Java 的基础知识?

作者:
晓风轻

链接:zhuanlan.zhihu.com/p/28615617

近日里,很多人邀请我回答各种j2ee开发的初级问题,我无一都强调java初学者要先扎实自己的基础知识,那什么才是java的基础知识?又怎么样才算掌握了java的基础知识呢?这个问题还真值得仔细思考。

我做j2ee开发已经超过十载,作为过来人,心路历程估计和大家差不多。编码的前几年,很长一段时间觉得java简单,开发实现各种功能都很轻松,代码写起来根本不费劲(主要是因为写的代码都是一些功能业务逻辑)。但同时自己心里明白,自己其实没有什么水平,自己这3,4年以来学懂的东西就那么多,其他人几个月就可以学会,自己的竞争力在哪里?这种矛盾的心理,困扰了我非常长的时间,非常的苦恼!总有一种报国无门无处发力的感觉。

这个时期,热衷了使用各种框架,各种api,常以今天学习了某个api,组件,框架的使用就觉得自己学到了东西,设计模式也看过不止一次,但都没有啥感觉。一方面很努力学习,一方面又觉得不踏实,因为例如这个api我知道而你不知道,但我告诉你之后你就知道了,那我比你的优势在哪里呢?苦恼*2

过了很长一段这种惶惶不可终日的日子,决定自己要改变,改变的方向就是阅读自己用到的java相关的源代码,看看jdk是如何实现的。就从基本的数据结构看,然后看多线程相关,在学习前台等等。写的代码还是那些代码,代码还是那么简单,但我力求做到知道代码背后的真相,这就是我最开始努力的方向。于是不再把时间都花在追求各种新框架、新API的使用上,每天都花时间在看实现原理上。就这样过了大半年左右,终于不再迷茫,不会在觉得自己只懂api的使用,觉得自己没有那么肤浅了,说脱胎换骨也不为过。那段时间,是我成长最快的时期,也是最充实的一段时光。

Talk is cheap,show me the code 
 举例说明大家会比较有感觉。

如学习了hashmap的源代码知道了工作原理之后,使用hashmap

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

代码还是那个代码,但我已经知道了hashmap背后的东西

1. 数据结构是链表的数组(注:后面的版本为了提升性能,已经是改成链表或者树(节点较多)了)

2. 思想上是空间换时间的算法

3. 构造函数上有容量和负载因子2个参数以及作用

4. 决定性能的是key的hashcode是否够快、结果够分散(不分散就会变成链表的性能了),和扩容的开销(什么时候扩容,和负载因子有关)

然后写代码的时候,如果知道了最终的容量(尤其是数据量大的时候),我都会指定初始化容量,类似如下

List<SomeBean> list = doSomeThing();

Map<Integer, String> map = new HashMap<>((int)(list.size()/0.75));//0.75为默认负载因子

如果工作中某个map使用特别多,性能还需要继续优化,我就会考虑从以下方面优化

1. 如果key是自己定义的对象,那么hashcode方法是否够快(最少应该缓存保证只计算一次,而且放入之后不能改变,决定hashcode的字段不能改变)?
hash的结果是否够分散?

2. 可以考虑调小负载因子,花更多的空间来换时间


学习源代码的时候,特别有意思,你会强烈感觉到一个词: 举一反三!触类旁通!
学习api使用的时候,如果你只知道使用不知道原理,很难举一反三,感觉的是死记硬背。但学习了原理之后,知识成体系后,很容易举一反三,学的越多就容易,还是以hashmap为例,我举一个hashmap反三个点。

1. 你会知道但凡有数组的数据结构,构造函数都有一个容量的初始化参数(或者说构造函数有初始化容量的可能都是数组的数据结构)。构造函数如下

public ArrayList(int initialCapacity) //LinkedList不是数组就没有
public HashMap(int initialCapacity)
public StringBuffer(int capacity)

你就会知道,数组扩容很耗性能(数据量大容易oom),尽量指定容量。

2. 算法是空间换时间,还有没有其他算法是这种思想的?你最少能找到一个桶排序。

3. 数据库的分库分表,思路和hashmap大同小异

4. 各种分布式的hash一致性算法,第一步都是创建一个最大的数组(Integer.MAX_VALUE),就是避免了hashmap最耗性能的扩容运算。

学习了hashmap之后,你很自然就会去了解其他的map,如TreeMap,LinkedHashmap(超级有用),HashTable,ConcurrentSkipListMap(算法思路很有意思),ConcurrentHashMap等,你会知道set就是用map做的,都不需要学。到了这步,map相关就可以暂告一段落。

在学习中,我发现思想上的东西是最重要的,你理解了思想,一下子就豁然开朗了,在也不需要死记硬背了。如学习CAS的时候,大家都知道这是一种指令级的免实现。看代码的时候,我一度疑惑为什么会有个while死循环(原谅我天资驽钝)

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

后来从思想上理解,才知道乐观锁的概念,就是很乐观,假设你不会出错,但你要是出错了我就重试有办法给你修复,对应的就是悲观锁,就是很悲观,觉得不锁就会出错,如synchronize关键字和reentrantlock。这体现了2种不同截然不同的管理思想。这种思想经常体现在多个系统集成的设计,有些时候如果你用悲观的思想设计,实现起来很麻烦或者无法实现,但如果你用乐观的思想,减少出错条件,然后出错了能解决,代价就会小很多。


说了这么多,我想说的就是,j2ee的基础知识就是你做项目中代码背后的东西。提高自己水平的方法很简单,就是把大部分时间去了解实现原理,了解思想,让自己的知识串起来,形成体系。j2ee的知识特别多,学得人想哭,千万不要一开始把时间花在各种框架、组件的使用上,在我看来那是本末倒置。简单来说: 先修内功再练招式。


我觉得重要的、工作会用得到的知识就是 一个请求从前台到后台处理的过程需要用到的东西
,最少包括以下点:js,html,css,ajax,ajax跨域,跨站脚本,web缓存,web优化,nginx,apache作用,鉴权方式,cookie,sessionservlet,filter,基本数据结构,线程池线程并发,缓存,io等等,知识点非常多。如你前台用jq,你应该了解他的选择器和ajax是如何实现的(其实去了解就会发现不复杂)?而不是只是会用。后台你用springmvc,你要了解他是如何工作,每一个配置是做什么,为什么?

j2ee知识点特别多,每一个都能写很多,我也在不断学习中。具体要写我还真不知道如何下手,我就列举一下我觉得基础的东西(面试的时候问的问题),有简单有难,你觉得偏可能是你没有做过这块的开发或者做得比较浅:

1. map有哪些,特点和使用场景?(只知道hashmap,hashtable是不够的。)

2. 哪些方面会影响hashmap的性能?

3. 线程安全的map有哪些,concurrenthashmap是如何实现线程安全的(jdk1.8大不同)?

4. 锁有哪几种?

5. 公平锁,读写锁等如何实现?

6. synchronize能加在哪些地方?什么区别?

7. 死锁的形成条件?现在很少死锁了,很少问

8. 原子数据对象的原理?

9. reentrantlock相关知识,condition如何使用?(很重要的知识点,强烈推荐阅读ArrayBlockingQueue源码,教科书般)

10. volatile的相关知识(内存屏障,重排)

11. ThreadLocal原理和使用?(超级有用的知识点,工作中使用很多,让代码漂亮很多,后面专门开贴写)

12. 多个线程同步等待?(CountDownLatchCyclicBarrierSemaphore信号量很多语言都有,实际上使用不是很多,线程池就可以实现大部分等待功能)

13. 线程池?(种类,重要的方法,这个一般是使用层面,简单)

14. 动态代理?
反射?内省?(考察知识面)

15. session相关知识?
和cookie关系?分布式session实现原理?

16 cookie相关知识?有哪些属性?(有些属性很有用,只是我们很少留意而已!)

17. nginx,apache 实际项目能做哪些?
(鉴权,转发,缓存,反向代理等)和tomcat什么关系?最少了解

18 ajax跨域原因?
解决方式?(重点知识,做SE避免不了的问题。这里很多知识点。)

19 jsonp原理?
后台需要改动吗?(jsonp虽然现在落伍了,但还是会问问)

20. web优化知识点?
(常规知识点)

21. 前台缓存相关?
(200cache,304,ajax缓存,如何实现缓存)

一列举就根本停不下来了。。。其他的spring框架的东西也很多,还有jvm的东西,系统集成相关,数据库相关,io做得很少也不懂问,后面再慢慢把我的学习过程和偶得写下来。很多东西我也是了解个大概,就是看看你有没有学习过,不断学习是程序员最重要的特征。

我不算高手,只能算一个合格的老程序员。这里只是说了一下自己之前学习的方向和列举了几个学习中的例子,大家见仁见智。帖子也是针对迷茫的初学者有感而发,希望能帮助到大家。


最后我总结一下:
初学者先广在精,关注代码背后的实现,关注内功修炼,了解实现原理和思想,形成自己完整的技术体系,知识成片之后就容易触类旁通,进步的速度就会越来越快。最后以我在每一个项目组和开发人员聊天都会说的几个例子结尾:“少林功夫里面有功和拳之分,马步功,石锁功是功,蛇拳猴拳是拳,你不可能练会了蛇拳猴拳就能打人,你必须先重点练功。乔峰在聚贤庄用太祖长拳把大家打得落花流水,我们用太祖长拳就只是个广播体操。同样,我们要分清编程里面那些是功那些是拳,代码背后的实现和思想是功,各个框架、api使用是拳。初学者应该大部分时间花在练功上,功到了拳自然就有了,切勿本末倒置。”谢谢大家阅读!

开了一个专栏,记录作者的学习之路和编程习惯,每周最少一更,欢迎关注本文作者的专栏:

https://zhuanlan.zhihu.com/c_120823325


本文作者, 晓风轻
,知乎链接:https://zhuanlan.zhihu.com/c_120823325。

-END-




















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什么才是 Java 的基础知识?

原文 

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg==&mid=2247496004&idx=1&sn=b90e5118b03299b7343412f8394873e4

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