更新時(shí)間:2019-08-29 14:03:49 來(lái)源:動(dòng)力節(jié)點(diǎn) 瀏覽4145次
從下面的圖片我們可以看出大致分為三個(gè)部分:JDK源碼、JVM原理、框架源碼。
JDK源碼
JDK源碼是一切的基礎(chǔ),許多框架都參考了JDK源碼的實(shí)現(xiàn)思路,因此弄懂JDK源碼是一件非常重要的事情。而JDK源碼又可以分為下面4大塊:
集合源碼
并發(fā)集合源碼
并發(fā)包源碼
阻塞隊(duì)列源碼
線(xiàn)程池源碼
集合源碼
說(shuō)到集合,我們大家都非常熟悉,這可是我們工作中用得非常多的一類(lèi)API。但會(huì)用了,還得知道它到底是如何實(shí)現(xiàn)的,這樣才可以避免踩坑。JDK源碼中的集合并不是特別多,大概有四大類(lèi)大概14個(gè)常用的API。
List集合
ArrayList:列表集合經(jīng)典實(shí)現(xiàn)。
Vector:列表集合經(jīng)典實(shí)現(xiàn),線(xiàn)程安全,與ArrayList對(duì)應(yīng)。
LinkedList:鏈表結(jié)構(gòu)的經(jīng)典實(shí)現(xiàn)。
Stack:棧結(jié)構(gòu)的經(jīng)典實(shí)現(xiàn),先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。繼承了Vector,線(xiàn)程安全。
Set集合
HashSet:Set集合的哈希實(shí)現(xiàn)。
LinkedHashSet:Set集合的哈希實(shí)現(xiàn),維護(hù)了元素插入順序。
TreeSet:Set集合的有序?qū)崿F(xiàn)。
Queue集合
PriorityQueue:優(yōu)先級(jí)隊(duì)列
LinkedList:雙向隊(duì)列實(shí)現(xiàn)
ArrayDeque:雙向循環(huán)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)
Map集合
HashMap:Map集合的經(jīng)典哈希實(shí)現(xiàn)。
LinkedHashMap:在HashMap的基礎(chǔ)上,增加了對(duì)插入元素的鏈表維護(hù)。
WeakedHashMap:在HashMap的基礎(chǔ)上,使強(qiáng)引用變?yōu)槿跻谩?/p>
TreeMap:Map集合的有序?qū)崿F(xiàn)。底層是紅黑樹(shù)的經(jīng)典實(shí)現(xiàn)。
在這14個(gè)常用的API中雖然有一些我們還沒(méi)使用過(guò),但如果你要建立起一套完整的知識(shí)體系,那么還是有必要去仔細(xì)琢磨一下它們的作用,并且對(duì)它們進(jìn)行橫向比較的。
并發(fā)集合源碼
我們前面說(shuō)到的集合源碼,它們大部分都是線(xiàn)程不安全的,它們?cè)诙嗑€(xiàn)程的環(huán)境下使用會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問(wèn)題。而線(xiàn)程安全與并發(fā)安全又不一樣,線(xiàn)程安全考慮的是絕對(duì)的安全,而并發(fā)安全則是犧牲部分特性來(lái)提高并發(fā)效率。也就是說(shuō)并發(fā)集合適合在多線(xiàn)程環(huán)境下使用,并且效率足夠高,能夠應(yīng)對(duì)高并發(fā)的情況。
在JDK的并發(fā)集合源碼中,一共有7個(gè)常用的并發(fā)集合。
ConcurrentHashMap:高并發(fā)的HashMap
ConcurrentSkipListMap:高并發(fā)下的TreeMap(基于跳表實(shí)現(xiàn))
ConcurrentSkipListSet:內(nèi)部使用ConcurrentSkipListMap實(shí)現(xiàn)
CopyOnWriteArrayList:高并發(fā)的ArrayList,適合讀場(chǎng)景。
CopyOnWriteArraySet:高并發(fā)的Set集合,使用CopyOnWriteArrayList實(shí)現(xiàn)。
ConcurrentLinkedQueue:高并發(fā)的鏈表隊(duì)列。
ConcurrentLinkedDeque:高并發(fā)的雙向鏈表隊(duì)列。
雖然有7個(gè)并發(fā)集合,但是實(shí)際上只有5個(gè)左右,因?yàn)榱硗鈨蓚€(gè)都直接用代理的方式委托實(shí)現(xiàn)。例如:CopyOnWriteArraySet類(lèi)內(nèi)部并沒(méi)有具體的邏輯實(shí)現(xiàn),而是直接委托CopyOnWriteArrayList實(shí)現(xiàn)。
并發(fā)包源碼
我們前面說(shuō)過(guò)許多集合都是線(xiàn)程不安全的,在多線(xiàn)程環(huán)境、甚至高并發(fā)環(huán)境需要使用并發(fā)集合。那么并發(fā)集合到底是怎么實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程安全的呢?在JDK1.8之后,并發(fā)集合大部分都使用CAS來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程安全。而其實(shí)在JDK1.8之前,許多線(xiàn)程安全都是使用鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而說(shuō)到鎖,我們就必須了解一下并發(fā)包源碼。
并發(fā)包源碼從零開(kāi)始定義了一整套實(shí)現(xiàn)并發(fā)安全的機(jī)制,并且還提供了不少方便使用的并發(fā)工具。我們通過(guò)并發(fā)包就可以非常方便地實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程下的線(xiàn)程安全和并發(fā)控制,后面說(shuō)到的阻塞隊(duì)列都是以這個(gè)為基礎(chǔ)的。
并發(fā)包是一整套接口和實(shí)現(xiàn)的定義,其主要的類(lèi)和實(shí)現(xiàn)如下:
在并發(fā)源碼最頂層的是AbstractQueueSynchronizer接口,其定義了并發(fā)控制最為基礎(chǔ)的幾個(gè)接口,之后的Lock、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock都是在這基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。而Condition接口則是繼AbstractQueueSynchronizer接口之后的另一個(gè)重要接口,其定義了分支條件,使得并發(fā)適用于更復(fù)雜的業(yè)務(wù)。
定義好了AbstractQueueSynchronizer和Condition接口,并發(fā)包的基礎(chǔ)就搭建好了。并發(fā)包中提供了CountDownLatch、CyclicBarrier等并發(fā)工具類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)常用的并發(fā)操作,這些工具類(lèi)都是使用前面提到的Lock來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
阻塞隊(duì)列源碼
阻塞隊(duì)列其實(shí)是屬于并發(fā)包的一部分,但因?yàn)槠涔δ苄蕴貏e明顯,所以我們專(zhuān)門(mén)挑出來(lái)單獨(dú)說(shuō)。阻塞隊(duì)列用于在高并發(fā)環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換,其實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是我們前面說(shuō)到的并發(fā)包,沒(méi)有并發(fā)包就沒(méi)有阻塞隊(duì)列。
在JDK中,阻塞隊(duì)列一共可以分為三大類(lèi)一共8個(gè)常用的阻塞隊(duì)列。
基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)
這塊是阻塞隊(duì)列最基礎(chǔ)的實(shí)現(xiàn)
ArrayBlockingQueue:數(shù)組組成的有界阻塞隊(duì)列
LinkedBlockingQueue:鏈表組成的無(wú)界阻塞隊(duì)列
LinkedBlockingDeque:鏈表組成的雙向阻塞隊(duì)列
有序延遲實(shí)現(xiàn)
這塊的阻塞隊(duì)列還實(shí)現(xiàn)了元素的排序以及延遲功能,只有時(shí)間到了才能出隊(duì)列。
PriorityBlockingQueue:支持優(yōu)先級(jí)排序的無(wú)界阻塞隊(duì)列
DelayQueue:支持優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)的無(wú)界延遲阻塞隊(duì)列
DelayedWorkQueue:線(xiàn)程池中的延遲阻塞隊(duì)列
數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)
這塊阻塞隊(duì)列主要用于多線(xiàn)程之間的數(shù)據(jù)交換
SynchronousQueue:不存儲(chǔ)元素的數(shù)據(jù)交換阻塞隊(duì)列
LinkedTransferQueue:鏈表組成的數(shù)據(jù)交換無(wú)界阻塞隊(duì)列
線(xiàn)程池源碼
線(xiàn)程池也是JDK源碼中非常重要的一塊,妥善利用線(xiàn)程池可以提高效率。而線(xiàn)程池的基礎(chǔ)其實(shí)就是我們前面講到的阻塞隊(duì)列,線(xiàn)程池的延遲功能都是使用阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的。線(xiàn)程池的整體架構(gòu)比較多,但是并不復(fù)雜,也沒(méi)有什么難點(diǎn)。如果弄懂了線(xiàn)程池的整體類(lèi)結(jié)構(gòu),那么線(xiàn)程池也就沒(méi)什么太大的問(wèn)題了。
JVM原理
JVM可以說(shuō)是Java程序員必須要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)了。初學(xué)者或許會(huì)搞不懂這些東西到底有什么用,一開(kāi)始學(xué)習(xí)都是為了面試用。但老司機(jī)告訴你學(xué)習(xí)JVM原理有下面兩個(gè)非常重要的用處:
理解Java語(yǔ)言特性。Java代碼寫(xiě)出來(lái)的只是語(yǔ)言層面的東西,當(dāng)我們要了解一個(gè)特性是如何實(shí)現(xiàn)的,我們就需要深入到字節(jié)碼層面。例如:boolean這個(gè)類(lèi)型,在Java語(yǔ)言層面是存在的。但是其在字節(jié)碼層面是不存在的,其在字節(jié)碼層面是使用Integer的1和0表示true和false。
學(xué)習(xí)排查線(xiàn)上問(wèn)題。我們遇到線(xiàn)上JVM問(wèn)題,經(jīng)常提示說(shuō):OutOfMemoryError:Javaheapspace。這時(shí)候你會(huì)不知道從何入手,這是因?yàn)槟悴欢甁VM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)。所以你必須去學(xué)習(xí)JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu),如何排查問(wèn)題發(fā)生在哪塊內(nèi)存,如何解決問(wèn)題。而這一切的基礎(chǔ)就是JVM的基礎(chǔ)知識(shí)。
關(guān)于JVM的基礎(chǔ)知識(shí),我寫(xiě)了一個(gè)系列的文章來(lái)介紹,有興趣的可以閱讀以下:JVM系列文章
框架源碼
學(xué)習(xí)完JDK的源碼,我們就需要把我們常用的框架源碼都弄清楚。這樣在遇到框架問(wèn)題的時(shí)候,我們才可以快速地排查問(wèn)題。
上面的思維導(dǎo)圖從上到下都是逐次遞進(jìn)的。我們學(xué)習(xí)了JDK源碼,再學(xué)習(xí)Web框架就可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的Web項(xiàng)目。而隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng),我們需要加入RPC服務(wù)化框架將其服務(wù)化。而隨著業(yè)務(wù)復(fù)雜化和井噴,我們需要加入消息隊(duì)列和緩存來(lái)進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。
Web框架
Spring和MyBatis可以說(shuō)是JavaWeb開(kāi)發(fā)者必學(xué)的兩個(gè)框架了,因此對(duì)這兩個(gè)框架有必要做一個(gè)深入的了解。
對(duì)于Spring來(lái)說(shuō),其整個(gè)源碼體系太過(guò)于復(fù)雜,所以我們還是得抓住重點(diǎn)。對(duì)于Spring來(lái)說(shuō),最重要的是其AOP和IoC的實(shí)現(xiàn),以及其容器體系和常用的接口。而對(duì)于MyBatis來(lái)說(shuō),其體系相對(duì)沒(méi)有Spring那么復(fù)雜,所以可以稍微深入一些。
RPC框架
在所有RPC框架中,dubbo可以說(shuō)是最通用的一個(gè)了。所以如果你所在的公司沒(méi)有自研的RPC框架,那么你不妨可以將dubbo作為你的學(xué)習(xí)框架。
對(duì)于RPC框架來(lái)說(shuō),其實(shí)無(wú)非就是封裝對(duì)象代理,最后通過(guò)與服務(wù)提供者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。但是如何進(jìn)行封裝,如果進(jìn)行負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn),這就考驗(yàn)一個(gè)框架設(shè)計(jì)者的功力了。
一致性框架
對(duì)于分布式系統(tǒng),非常重要的一個(gè)組件就是一致性框架。在這些框架中,最常見(jiàn)的兩個(gè)是Zookeeper和Eureka。Zookeeper實(shí)現(xiàn)了CAP中的CP(即注重強(qiáng)一致性),而Eureka則是實(shí)現(xiàn)了CAP中的AP(即注重可用性)。
雖然平常我們都將Zookeeper和Eureka作為服務(wù)化的協(xié)調(diào)組件,基本上沒(méi)有什么機(jī)會(huì)深入學(xué)習(xí)。但是有機(jī)會(huì)還是可以深入了解一下的。
消息隊(duì)列
消息隊(duì)列可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)解耦以及突發(fā)流量的利器。而在大型業(yè)務(wù)場(chǎng)景中,最常用的就是Kafka和RocketMQ了,因此弄懂這兩個(gè)消息隊(duì)列的原理基本上就足夠用了。
對(duì)于消息隊(duì)列,建議先選擇一個(gè)深入研究,先弄懂其基本原理,之后再閱讀源碼驗(yàn)證想法。因?yàn)镽ocketMQ是基于Kafka改進(jìn)的,所以建議先從Kafka入手研究。Kafka研究得差不多了,RocketMQ的研究也會(huì)進(jìn)展飛速。
緩存框架
緩存框架可以說(shuō)是高并發(fā)下必用的一個(gè)框架了,但我們經(jīng)常只是使用它,而不知道起內(nèi)部的原理和構(gòu)造。因此找個(gè)時(shí)間深入學(xué)習(xí)下原理,還是很有必要的。
網(wǎng)絡(luò)框架
對(duì)于一些網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目,例如聊天IM等,就需要用到Netty等框架。而Netty又是這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)框架的佼佼者,通過(guò)對(duì)其源碼的研究,可以學(xué)到不少知識(shí)。
搜索框架
對(duì)于一些搜索功能的項(xiàng)目,單純的數(shù)據(jù)庫(kù)SQL查詢(xún)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求了,這時(shí)候ElasticSearch的學(xué)習(xí)和研究就提上議程了。有時(shí)間的話(huà),研究學(xué)習(xí)一下還是很有必要的。
增量訂閱框架
Canal和Otter框架可以幫助你獲得數(shù)據(jù)庫(kù)的變化信息,從而更方便地做業(yè)務(wù)擴(kuò)展。對(duì)于這類(lèi)框架,屬于特定領(lǐng)域的細(xì)分框架,有時(shí)間可以研究一下。
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