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Java 征途:行者的地图

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前段时间应因缘梳理了下自己的 Java知识体系, 成文一篇望能帮到即将走进或正在 Java 世界跋涉的程序员们。

第一张,基础图

大约在 2003 年我开始知道 Java 的(当时还在用 Delphi),但到 2004 年本科毕业才开始正式决定学习 Java。 那时觉得用 Delphi 写 C/S 架构的程序没什么意思,Java 当时提出的 J2EE 规范概念,企业级架构感觉各种高大上,压抑不住内心的欲望就这么开启了 Java 的征途。 老实说,当时一进入 Java 世界的大门就晕了,各种规范、概念和英文缩写词能把人整的晕晕乎乎。

  • J2SE
  • J2EE
  • J2ME
  • JSP
  • JDBC
  • JMS
  • EJB
  • JNDI
  • JDBC
  • JTA

随便回忆了下当时一进来咋一看到的东西,很多陌生的英文名词缩写(幸好那时 Java 还没有各种框架百花齐放,要不更晕了),根本不知道该从哪里入手学起。 而正好同学有本 JSP 的书,所以我就从 JSP 入手了。老实说那真是本烂书,我现在连名字都不记得了,大概记得是从一些例子入手搭建起一个 JSP 的 Demo 站点。 被各种环境、容器问题虐了千百遍后终于跑起了个例子,从本机浏览器终于看到例子里的页面,有一秒钟的成就感,然后就是茫然。 因为我根本搞不懂这一切是怎么工作的,它们的原理是什么? 绕了一大圈,走了很多弯路,如果再给我一次重来的机会,我会从基本 Java 语言基础开始。

什么是基础?Java 是一门面向对象语言,最重要的概念是对象,而其所有的语法不过都是围绕它展开。 而其他程序的基本的结构和变量:顺序、循环、分支,有之前的其他语言基础不过就是换了个形式而已。 理解了对象,那么围绕对象的概念:类、接口都是自然的延伸。 当然掌握了核心概念和基本的语法,也不过就是能写个 Hello World 的水准,但重点是你的起点对了,征程就近了。

这个阶段通过读好书和作一些基本的练习来熟悉语言和相关类库。 Java 起步的书籍在我的印象中《Thinking In Java》挺合适(哎,我绕了一圈才看到这本书),当然也还有些其他不错的书,如《Introduction to Java Programming》,《Core Java》。 我的感受是这类起步书可以多弄几本,一个知识点参照着读,毕竟一个作者可能也有疏漏,横向阅读,而不是纵向把一本从头啃到尾。 一个知识点一个知识点的抓住,搞通,一步就踩一个深深的脚印,不要到处乱跑,结果都是泛泛,起步慢点,后面才能快。

关于基础,在我眼中最核心和重要的部分并不多,我这里简单列下:

  • 核心概念
    - 对象模型
    - 接口设计
  • 类库
    - lang
    - collections
    - concurrent
    - io

这里核心概念就不多写了,基本体现在所有 Java 的代码库中,伴随始终,差别只在理解和抽象的适度与否。 JDK 那么多库,这里只列了上面几个,lang 里面其实最重要的我想说的是 String,这是很多人都忽略的。 C 里没有 String 的概念,Java 则提供了这个对象,但没能好好理解并用好这个对象,以后会让你踩无尽的坑,还反复踩。 不信去搜搜关于各种字符编码乱码的低级问题有多少,除此还有由于 String 引发的各种性能问题。 由 String 这个核心对象发散出去关于字符的编码,字符的字节表达(大端、小端、网络字节序),对 GC 的影响,正则表达,模式匹配,这可能是 Java 里内涵最丰富的对象了。

Collections 框架提供了大量常用的数据结构封装,基本让 Java 程序员告别了手动实现你从数据结构课程上学来的绝大部分常用数据结构。 正确理解不同数据结构的适用场景比自己能手动实现它们有用的多,没事多看看 Collections 中的代码,都是大师级的实现啊。 记得我学 Java 时还是 JDK 1.3,进入工作后主流是 1.4,那时是没有 concurrent 库的。 自己处理线程间通信时,被各种通知遗漏、早通知,死锁搞的死去活来。 所以现在的 Java 的程序员都要幸福的多了,concurrent 又一个大师级的类库实现,也是可以没事多看看,多揣摩。 IO 库,不论是文件 IO 还是网络 IO 都是 Java 程序员最常打交道的,熟悉它的 API 固然重要, 但更重要的是理解是如何对 IO 操作的抽象和建模,理解不同的 IO 模型其背后的本质与原理。

好了,当完成可上面这些基础内容的学习后,我们得到了第一张地图,像下面这样。

第二张,技能图

即使掌握了第一张图要在 Java 的世界自由驰骋还是有点小困难的。 现在 Java 的一个主流使用场景是后端开发,这一领域在它的上一个时代是 J2EE(现在叫 Java EE) 的天下,又称为 Java 企业版。 J2EE 包含的内容很多,核心是 EJB。当时我刚在学校里累死累活学完分布式对象技术,以 CORBA 和 EJB 为例来实作。 又看了好几本 EJB 设计模式和最佳实践的书,然后还没毕业进入公司一实习发现大家说现在不用 EJB 了,我们用一个叫 spring 的东东。 IoC、DI 等新的英文缩写又出现了,一口老血还没来得及喷出,又重新振作开始新的学习征程。

是的,EJB 在那时(2005)开始慢慢退出主流。 音乐学博士 Rod Johnson 一本 《Expert One-on-One J2EE Development without EJB》宣判了 EJB 的死刑,Spring 登上历史舞台。 从此 Java 进入了 Framework 大发展的时代,SSH/SSI 等技术框架组合形成了 Java 开发的主流,并持续影响至今。(Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!)

Java 的框架越来越多,生态越来越大,初学者面对如此庞杂的框架,想必也是内心茫然,感觉真是学无止境,没完没了。 其实真实的项目中,真正用到的框架并不多,SSH/SSI 基本作为 Java Web 项目的核心框架,是你上手的核心利器,自需熟练掌握。 但知其然还需知其所以然,Spring 接管了对象创建和相互依赖管理的工作,把设计模式隐藏在框架的运用中,很多人只知用而未曾思。 Web 开发从早期的 JSP 一大乱炖(HTML + CSS + JS + Java + SQL,早期我就是把所有这些都放一个 JSP 里,想想有多难维护),到 MVC 的职责划分。 仅仅一个 View 层也经历了从标签库到页面模版(Velocity、Freemarker)的进化,如今更彻底的前后端分离模型我更喜欢。 曾几何时调几个页面的 CSS 样式杀死了我多少时间,专业化分工是有利于效率和深度的,互联网和移动互联网大发展引发的 Web 版本进化,让如今的前端复杂度已不在后端之下。

那么作为一个 Java 工程师我到底要掌握多少框架才够?这是一个伪命题,因为掌握多少个都不会够。 核心的熟练掌握几个,泛泛了解大量的,掌握快速学习框架的能力才是解决之道。 还是以 SSH/SSI 为例,专业前端分工的趋势越发明显,彻底解放了后端 Java 工程师的苦恼。 以 Spring 为例的框架解决了大量通用型的问题,今天的 Spring 比当初大了几十倍不止吧(把所有以 Spring 冠名的子项目算上的话),都是解决特定的通用问题。 所以当你写代码时突然想写个以 Util 命名的类时,停住想想这是一个解决通用问题的类么,不妨搜搜现成的类库,比如说不定 Apache Commons 里就有你需要的代码。 通用类库和框架让我们解放出来专注业务逻辑与效率,这很可能是你的代码最有价值的部分,有程序员可能会抱怨这些没技术含量,而我认为能用最有效的技术实现业务价值最大化才是最有技术含量的事。

框架如兵器,十八般(远不止十八)兵器我未必样样会,但我们得有一样能力,如张无忌学太极剑一样,临敌学剑还能胜之。 这里面的诀窍不在学习招式,好比你也许觉得你 hibernate 用法掌握的炉火纯青又如何,一上线数据库却先崩溃了。 这里的本质还在理解关系(SQL)数据库,现在也许还需要加上对特定非关系(NoSQL)数据库的原理与机制的理解,甚至包括对 O/R 映射模型的本质理解。

所以,基础像内功、框架如兵器、运用为招式,存乎一心、运用之妙,三者融会贯通,则已可在 Java 世界纵横一方。 如上所述,基于此我们有了第二张地图。

第三张,延伸图

而第三张图,我已无法再给出一个我认为稍具普适性的建议。 到了这个阶段每个人的成长发展方向会受其环境和实际情况影响,我以自身为例稍加说明。 进入互联网公司后这几年,Java 技术的发展开始从 J2EE 容器化的单一应用向 SOA 和微服务发展变迁。 规模化的分布式系统成为常态,所以我更多的相关工作便集中于此领域。 一方面纵深挖掘继续补全知识盲区,比如分布式程序的基础是 RPC 调用,RPC 的本质是网络加对象序列化。 相应就去彻底搞懂 TCP 的原理,Unix/Linux 下网络编程模型,几种不同的网络 IO 模型。 然后再上升到 Java 基于此提供的网络编程模型,BIO(阻塞)、NIO(非阻塞)和 AIO(异步IO),并结合实际工作实践去深入理解。

在这个过程接触了大量不同的 RPC 技术,从 Java 自带的 RMI 到 WebService 技术规范。 之后一些更简洁、性能更强大的 RPC 框架层出不穷,如 Hessian、Thrift 等等。 不同框架的本质依然如一,随着服务化的发展基于 RPC 框架又进一步衍生出提供额外增值功能的服务框架,如阿里开源的 Dubbo。 随着工作实践的深入,向下有可能又会进入 JVM 层面去分析对象的内存使用,线程的调度运行和延时情况。 这个阶段发挥核心作用的依然是前面说的快速学习并应用于工作实践的能力。

与纵深的另一面是横向扩展,随着工作性质的变化也可能需要更宽广的技术知识面。 比如成为架构师后,对技术知识面的广度要求某些方面会更高。 有方法的技术学习和涉猎技巧让你能更快扩张技术宽度,站在更高维度来审视不同的技术方向和产品,最有效的做出合适的技术决策。

在这个阶段的每个人都可能面临不同的环境和实践,所以这阶段形成的地图会千差万别。 下面是我的第三张图,仅供走在 Java 征途上的同行者们参考。 而按这千差万别的地图走过的路径,正巧构成独一无二的你。

即使你现在还没地图,但也别茫然而永远的驻足不前。 保持前进总会找到路,其实我就是这么过来的,一直以来,不敢止步。

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