JDK成长笔记1：我的天！学完这个成长故事，面试100次Java基础都不用愁了！

为了让工程师更好的提升个人技术能力和思维，我会开一个大专栏《成长记》系列，里面会包括Java架构和大数据从底层技术到源码原理的分享，所以留调整！无论你是Java程序员还是大数据工程师，工作时间长了，很多底层、基础的技术可能都还给了你的大学老师，或者80%都被抛在脑后了。例如，你可能不记得网络模型有多少层？你可能分不清TCP三次握手和四次挥手的过程？你可能根本没看过JDK集合和并发包的源码，或者很久以前看过，只是不记得了。连concurrent包下的很多东西都没用过。你也可能正在准备跳槽或面试，被各种基金会虐过，或者看到某个技术框架的源码难懂，无从下手……更多或多或少你可能遇到过这样的场景，那么在这个《成长笔记》系列中，就是为你解决这些问题。我不仅会教你学习这些底层和基础知识，还会解决上面的问题。《成长笔记》更重要的核心是：带给你的除了能力、知识、方法的成长，更重要的是观念和心态的成长。所以你可以在每个栏目中学到很多概念和思路，潜移默化地提高你的认知，让你不仅得到“鱼”，还得到“鱼”。作为《成长记》的第一篇专栏，《JDK成长记》这一期专栏主要让你掌握以下三点：JDK源码中各种类型的集合和并发包的底层原理，你就不会再心虚了当你在跳槽面试中遇到这些知识时。在使用JDK集合和并发的时候，可以更加得心应手，可以更好的解决线上遇到的各种问题。更重要的是让你学会阅读源码的基本思路。作为程序员，我们实际上构建了整个社会计算机技术的底层系统。但是，除此之外，你还得建立自己想法的底层系统。这个底层系统不仅会帮助你提升技术能力和职业发展，还会帮助你的生活乃至整个人生变得更好。而且每个人的底层系统都不一样，所以需要不断的修改和巩固。这是《成长记》给你的另一种成长。关注《成长记》的各个栏目，相信你学到的不仅仅是知识和技能，还有更多的思想和观念。好了，接下来，就让我们进入JDK源码的大门吧！作为Java工程师，ArrayList应该很熟悉了。作为一名菜鸟Java工程师，在面试的时候可能经常会被问到：能不能说说ArrayList的基本原理和优缺点？它的默认容量是多少？如何扩展它？诸如此类，不知道你当初是怎么回答的。又或许你已经是一名资深工程师，是否经常忘记设置ArrayList的容量？或者你是老手，可能要跳槽了，一起来温习一下ArrayList的基础知识吧！ArrayList的基本原理总之，在JDK中，ArrayList的底层是基于一个Object[]数组来维护数据的。ArrayList的优缺点缺点：当容量有限时，数组需要扩容，元素复制会影响性能。中间频繁的删除和插入元素会造成元素移动和元素复制，影响性能。某种元素具有良好的性能。建议：维护顺序插入的数据，很方便遍历或者索引访问，预估数据大小，避免频繁扩容。不适合频繁删除中间插入和多线程操作等操作。复习完ArrayList的基本原理和优缺点后，最好饭后找人聊聊，把这个问题问他，或者跟他说说，巩固一下这个基础知识。接下来就可以开始看ArrayList的源码了。在看之前，首先要了解阅读源码最基本的思路。当你打开源代码时，你绝对不会从头开始阅读它。这会让你一头雾水，所以一定要有思路和方法去寻找。在这里，首先要明白，看核心源码的方式和精读源码是不一样的。看核心源码，也就是核心部分的源码，一般是10-30%。应该从一些入口入手，但是如果想要精读源码，除了阅读核心源码之外，还需要对源码进行反汇编，研究各个组件的功能，然后再从入口入手，逐行阅读。这其实体现了一个很重要的思想，不管做什么，先摸一下脉络再看细节。就好比瞎子摸大象。每一个部分你都摸到，却没有一个整体的认识，这很滑稽。所以一般应该先看核心源码，再精读源码。除了以上思路，阅读源码其实还有很多技巧和方法。不同的人有不同的看法。相信你会在这个成长故事中学到很多东西。但是我要告诉大家的一点是，大家可能在网上看到有很多diss的看源码的方式，那种看源码的方式，还有各种博客和论坛看源码以各种方式编码。所以很多时候，必须要透过现象看本质。其实看源码没有好坏之分。这取决于您的目标和场景。最好的方法是选择正确的方法。想一想，很多事情不都是这样的吗？大家不能一概而论，这个思路很重要，你要学会站在一定的高度看问题，不要总是陷在问题本身。根据我的经验和学习到的各种阅读源码的方法，你可以在本章最后看到一个总结。看源码前，如前所述，先看上下文，再看细节。比如看ArrayList的源码，首先可以看到它有哪些核心成员变量。一开始你肯定不知道哪些是核心变量，简单过一遍就可以了。根据名称和类型，你可以大致看一下，看不懂也没关系。然后看看都有哪些方法，根据名字猜猜它们是干什么的。做这些主要是让你了解基本的脉络，对源码有个大概的印象。不要在这里研究源代码。在Intellij或者Eclipse下，如果使用eclipse快捷键，通过Ctrl+O可以看到这个类的大概情况：这里主要有哪些方法，成员变量，内部类。比如你可以看到在ArrayList的源码中，有几个静态成员，从名字上看好像和容量有关，还有size、elementData等成员变量，几个构造函数，还有一些私有方法比如至于ensureCapacity和calculateCapacity，感觉也跟容量的大小有关。因为Capacity意味着容量和大小。还有很多方法你应该常用add()、set()、get()等。最后，在下面，还有SubList、Itr、ListItr等几个内部类，如下图所示：嗯，其实看到这里，至少你对ArrayList的源码有了一个大概的了解，这个是首先是上下文。细思极恐。我们之前说过，看核心源码一般都是从入口开始，也就是常说的自上而下。首先你需要一个代码演示。从它的入口点开始，代码列表如下：importjava.util.List;公共类ArrayListDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Listlist=newArrayList<>();}}这是一段很简单的代码，入口是main函数，第一行是创建一个ArrayList，里面的元素都是String类型，使用默认的无参数构造函数，你点击构造函数，进入源码看到：privatestaticfinalObject[]DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={};transientObject[]elementData;privateintsize;publicArrayList(){this.elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}可以看出有一个Object[]数组有一个成员变量叫elementData，印证了我们之前说的ArrayList的底层基本原理是数组。还有你还记得在查看ArrayList的源代码上下文时看到过这个变量吗？默认的无参数构造函数使elementData指向与空数组DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA相同的地址。有印象的话，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA这个变量也是你之前见过的静态成员变量。上面还列出了一个成员变量size，你也可以猜到，应该是一个描述数组大小的变量。而size是一个int类型，大家都知道int的默认值是0。所以总结一下，你知道newArrayList<>()这个动作在底层使用了一个Object[]数组，但是这个数组是空的默认大小为0。上面我们主要看的是一个简单的源码，看上下文猜测再简单不过了。不知道你有没有感受到这两种想法。有了初步的感觉。接下来介绍一个非常关键的方法：绘图。其实在我看来，没有什么算法是画图和例子看不懂的。至少大部分算法都能看懂。微信小灰算法插画公众号就是最好的例子。阅读源代码时也是如此。画图可以更好的理解源码，让我们站在高处，从高处揣摩源码的脉络。也可以梳理主要思路，让我们更好的阅读源码。所以不能忽视，不管场景多么简单，都要养成画图的习惯。上面ArrayList的无参构造函数的源码基本如下图所示：好了，今天的知识就分享到这里。下一节我们将基本使用ArrayList，调用它的几个常用方法，然后看看它的源码和常用方法的原理。前几季我会尽量放慢节奏，别着急，以后会越来越精彩的！继续看彩蛋~首先说说源码的获取。一般将下载的源码有以下几种导入Intellij等IDE中读取代码。开启Maven自动下载源码功能。从官方（如Github）或Maven仓库手动下载源码。每个都可以拿到源码，每个都有自己的应用场景。比如你要写一些注释，需要导入到IDE中。例如，如果要调试源代码，则不需要将源代码导入IDE。2,3都适用任何方法都可以。又比如有些代码在Maven仓库中根本找不到，只能从Github或者官网下载。其次，说说读静态源码还是动态源码？这个要看源码的复杂程度，你阅读源码的能力等等，如果是一些简单的源码或者你有很多阅读源码的经验，一般阅读静态源码就够了。但是如果你是新手，或者真正的源码比较复杂，或者在执行过程中需要查看某个变量和返回值，那么阅读动态源码肯定需要debug。阅读源码的技巧，说白了就是一些思路。常见的有：自上而下或自下而上的抓大放小，先是脉络，再是细节。:看注释，加注释，画Debug观察日志或者加日志……上面我带你去用，你在合适的场景下学习使用。你只需要继续关注成长笔记即可。最后再说一句，有人说阅读源码需要很多技术基础，确实是这样。但是也分什么样的源码，如果只是简单的源码，需要的基础知识会很少，比如JDK的源码。但如果源码比较难，比如Zookeeper、HDFS、Kafka、Dubbo等，需要掌握Netty、NIO、网络、Java集合和并发等基础知识才能看得更清楚。当然，如果你没有这些基础，你是看不下去的，但是你的理解可能并不深入，最后可能对源码只有一个初步的了解。再次重申，不要一概而论。本文由博客多发平台OpenWrite发布！