JDK成長記1：天吶！學完這個成長記，再面試100次，也不用再愁Java基礎知識了！

為了讓廣大工程師們更好的提升個人技術能力和思想，我將開通一個大專欄《成長記》系列，會包含Java架構和大數據從底層技術到源碼原理的分享，敬請關注！

無論作為Java程序員還是大數據工程師的你，工作時間久了，可能很多底層和基礎技術已經還給你的大學老師或者80%已經丟在腦后了。比如你可能已經不記得網絡模型有幾層？TCP三次握手，四次揮手的流程你可能也說不上來了？JDK集合和並發包的源碼你可能壓根沒有看過，又或者很早之前你看過，但不記得了。甚至並發包下很多東西都沒有用過。你也可能正在准備跳槽或者面試，被各種基礎虐過，又或者你看某個技術框架的源碼晦澀難懂，無從入手……

或多或少你可能都遇見過這樣的場景，所以在這個成長記系列中，就是讓你解決這些問題。我不僅會教你學會這些底層和基礎知識，解決上面這些問題，成長記更重要的核心是：除了給你帶來能力、知識、方法的成長，更重要的是觀念和心態的成長。所以你可以在每一個專欄中學習到很多觀念、思想，這將潛移默化的提升你的認知，讓你得到的不僅僅是 “魚”，更是會得到“漁”。

作為《成長記》的第一個專欄，《JDK成長記》這篇專欄主要讓你掌握以下三點：

1. JDK的源碼中集合和並發包下的各種類的底層原理，跳槽面試遇見這塊知識不再心虛。
2. 在使用JDK集合和並發時，能更得心應手，能更好的解決遇見的各種線上問題。
3. 更主要的是讓你學會基本的閱讀源碼的思想。

作為程序員的我們，其實建造了整個社會計算機技術的底層系統。但是，除此之外，你更要建立自己思想觀念的底層系統，這個底層系統不僅會對你技術能力的提升和職業發展有幫助，更會幫助你的生活，乃至整個人生變得更美好。而每個人的底層系統都不盡相同，所以都需要不斷的修正、不斷的夯實。這個是《成長記》給你們的另一種成長。跟隨《成長記》的各個專欄，相信你將學到的不僅僅是知識和技能，還會有更多的思想和觀念。

好了，接下來，就讓我們進入JDK源碼的大門吧！

作為Java工程師，ArrayList你應該非常熟悉。當你還是一個菜鳥Java工程師的時候，面試時你可能經常被問到：你能說說ArrayList的基本原理和優缺點嗎？它默認容量大小是多少呢？怎么進行擴容的呢？諸如此類，不知道各位當初是怎么回答的。或者可能你已經是一名老鳥的工程師了，是不是也常忘記給ArrayList設置容量大小。又或者老鳥的你可能要跳槽了，所以讓我們一起回顧下ArrayList的基礎知識吧！

ArrayList基本原理

一句話講，在JDK中，ArrayList底層基於一個Object[]數組來維護數據。

ArrayList優缺點

缺點：

1. 容量受限時，需要進行數組擴容，進行元素拷貝會影響性能

2. 頻繁刪除和往中間插入元素時，產生元素挪動，也會進行元素拷貝，影響性能

3. 不是線程安全的

優點：

1. 隨機訪問某個元素，性能很好

建議：

維護順序插入的數據，遍歷或者索引訪問很方便，預估數據大小，避免頻繁擴容。不適合頻繁的刪除和中間插入等操作和多線程操作。

你回顧了ArrayList的基本的原理和優缺點后，各位最好可以自己跟別人茶余飯后的聊一聊，問下他，這個問題，或者你給他講講，來鞏固下這個基礎知識。

接下來，你就可以開始看ArrayList的源碼了，在看之前，你要先了解下看源碼的最基本的一條思想。

當你打開源碼，肯定不是直接就開始從頭開始看一遍，這樣會一頭霧水，所以肯定是有思路和方法可尋的。

在這里，首先你要明白，看核心源碼和精讀源碼的方式不太一樣。看核心源碼，也就是核心部分的源碼，一般也就是10-30%。你應該都是從一些入口開始看起，但是如果你要精讀源碼，除了在閱讀核心源碼的基礎上，你還需要將源碼拆解開來，研究每一個組件的各個作用，之后再從入口開始，一行一行都讀懂。

這其實體現了一個很重要的思想，無論做什么事，先摸脈絡，后看細節。就比如瞎子摸象一樣，你每個部位摸了一遍，但是沒有全局的認識，這就很搞笑了。所以一般你應該先看核心源碼再精讀源碼。

除了上面的思路，讀源碼其實還有很多技巧和方法，這個見仁見智，在這個成長記中相信你也會學到很多。但是有一點我要跟大家說的是，你可能在網上看到有很多diss這個看源碼方式，那個看源碼方式，也有各個博客，論壇各種五花八門的方式看源碼。所以很多時候，你一定要透過現象看本質，其實看源碼的方法和技巧，沒有優劣之分，這要圍繞你的目標和場景來具體決定，選擇合適的方式才是最好的。你想下，很多事情都是不是這樣的？大家不能一概而論，這個思想很重要，你要學會要站到一定高度看問題，別總是陷入問題本身。

根據我的經驗和了解到的各個閱讀源碼的方法，你可以在本章結尾看到總結。

看源碼前，按照之前提到，你應該先看脈絡，再看細節。

比如，當你看ArrayList的源碼，可以先看看它有哪些核心成員變量，剛開始，你肯定不知道哪些是核心的變量，所以簡單過一下即可，根據名字，類型，大概看看即可，看不懂也沒關系。之后看下有哪些方法，根據名字大概猜猜是做什么的。做這些主要讓你了解基本的脈絡，對源碼有個大體映象，千萬不要在這里細究源碼。

在Intellij或Eclipse下，如果是使用eclipse快捷鍵的話，你可以通過Ctrl+O看到這個類的大體情況:

這里，你主要有哪些方法和成員變量、內部類就可以了。

比如，你可以看到ArrayList源碼中，有幾個靜態成員，從名字上看像是容量大小相關的，還有size和elementData等成員變量，有幾個構造函數，

有一些ensureCapacity，calculateCapacity等私有方法，感覺也是和容量大小有關的。因為Capacity就是容量，大小的意思。還有很多你應該常用的方法add(),set(),get()等等。

最后下面，還有幾個內部類SubList和Itr和ListItr什么的，如下圖所示：

好了，其實你看到這里就可以了，起碼對ArrayList的源碼有了個大概認識，這就是先脈絡后細節的思想體現。

之前我們提到過，看核心源碼一般是從入口開始，也就常說的自頂而下。

首先你要有個代碼Demo。之后從它的入口開始看起，代碼清單如下:

import java.util.List;


public class ArrayListDemo {
  public static void main(String[] args) {
      List<String> list = new ArrayList<>();
  }
}

這個很簡單的代碼，入口是main函數，第一行就是創建了一個ArrayList，里面的元素都是String類型，使用默認無參的構造函數，你點擊構造函數，進入源碼來看看：

private static final  Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
transient Object[] elementData;private int size;
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

可以看到，有一個成員變量叫elementData的Object[]數組，這個印證了我們之前提到過的ArrayList底層基本原理是數組。而且你記不記得之前，在看ArrayList源碼脈絡的時候是不是已經看到過了這個變量呢？

默認無參的構造函數讓elementData指向了和空數組DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA一樣的地址。

如果各位如果有印象的話，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA這個變量也是你之前看到過的靜態成員變量。

上面還列了一個成員變量size，你可以連蒙帶猜一下，它應該是描述數組大小的變量。而且size是int類型，大家都知道int的默認值是0。

所以小結一下，你知道了new ArrayList<>()這個動作，底層是使用了Object[]數組，但是這個數組默認是空的，大小為0。

上面我們主要通過看脈絡，連蒙帶猜的思想，看了一個簡單的不能再簡單的源碼。不知道你有沒有感覺到這兩個思想。有了初步的感受。接下來我還要引入一個非常關鍵的方法：畫圖。

其實在我看來，沒有什么算法不能用畫圖和舉例理解的，起碼一般大多數算法都可以理解的，小灰算法圖解微信公眾號就是最好的例子。在閱讀源碼的時候也是，畫圖能更好的理解源碼，能讓我們站在高處，高屋建瓴的摸清楚源碼的脈絡，也能梳理出來主要思路，讓我們去更好的閱讀源碼。所以大家不能忽視了，再簡單的場景，也要養成這個畫圖這個思路習慣。

上面ArrayList的無參構造函數的源碼，基本上如下圖所示：

好了，今天知識就分享到這里，下一節我們來基本的使用一下ArrayList，調用它的幾個常用方法，再來看看它常用方法的源碼和原理。前幾節的節奏我會盡量慢一些，大家不要着急，后面會越來越精彩！

繼續往后看有彩蛋喲~

首先說源碼的獲取，一般以下幾種

1. 下載源碼導入Intellij等IDE，來閱讀代碼
2. 開啟Maven自動下載源碼的功能
3. 自己從官方（如Github）或者Maven倉庫手動下載源碼

這幾種都可以獲取到源碼，各有各的適用場景，比如如果你想寫些注釋，就需要導入到IDE才行，比如你想Debug源碼，不需要把源碼導入到IDE中，適用2,3的方法都可以。又比如有些代碼Maven倉庫根本沒有，只能從Github或官方下載了。

其次，我們聊下，閱讀靜態源碼還是動態源碼？這個取決於源碼的復雜程度、你閱讀源碼的能力等。如果是一些簡單的源碼或者你有很多閱讀源碼的經驗了，一般閱讀靜態源碼就足夠了。但是如果是小白，或者真的源碼比較復雜，又或者你需要具體看看執行過程中的某個變量和返回值，你肯定需要debug進行動態源碼閱讀了。

閱讀源碼的技巧，說白了就是一些思想，常見的有：

• 自頂而下或自底而上

• 抓大放小

• 先脈絡，后細節

• 連猜帶蒙

• 結合功能場景逐個分析

方法就更多了，主要有：

• 看注釋

• 加注釋

• 畫圖

• Debug

• 觀察日志或增加日志

• ……

上面這些，之后我都會帶大家使用到的，並且你會學會在合適的場景使用上，你只要持續關注成長記就可以了。

最后，還要說一點，有人說閱讀源碼，需要很多技術基礎，的確沒錯。但是也分是什么樣的源碼，如果只是簡單的源碼，需要的基礎知識會很少，比如JDK的源碼。但是如果比較難的源碼，Zookeeper、HDFS、Kafka、Dubbo這些源碼，就需要掌握Netty，NIO，網絡，Java集合和並發等基礎才能看得更好。當然如果沒有這些基礎也不是不能看的，就是理解可能不會深，對源碼最后可能只是初步了解。所以還是那句話，不要一概而論。

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