小护士青铜上分系列之《Java源码阅读》第一篇lang包概览

小护士青铜上分系列之《Java源码阅读》第一篇lang包概览

hello，大家好，我是小护士。今天是小护士青铜上分系列第一篇开山大作，请大家多多支持。为什么叫青铜上分，因为小护士目前就在青铜段位。怎么定义青铜段位？如果你对自己编程语言已经做到熟练使用语法糖，能够使用它做数据库增删改查（JDBC、JPA、MyBatis），能够使用它提供基于http协议的网络服务（Spring MVC、Netty），能够使用它完成产品经理那些千奇百怪的需求；但是对源码细节、实现原理、设计思想还不太了解的，那么你就处于青铜段位了。

阅读lang包的一般方法

阅读lang包前，先准备好Java8的JDK源码，源码可以直接从OpenJDK官网或Github仓库下载，或者直接解压JDK下src.zip文件。然后是准备IDEA社区版或Eclipse，把代码导入进去，方便阅读时做代码跳转。最后是在浏览器打开Java API手册，用来做源码阅读导航。

三步走：
1. 下载JDK源码
2. IDEA或Eclipse导入工程
3. 打开Java API手册

读源码如同航海，需要把握好方向，大部分情况是广度优先遍历，极少数重点代码逻辑需要深度优先遍历。有些地方如果不是面试重点并且需要花费大量时间才能弄懂的，可以先选择忽略不看，并列入待阅读清单；这个会在后面lang包代码修行特别说到。小护士阅读源码的目的有两个，一个是为了跳槽面试涨工资，另一个是为了纯粹的求知。生活向来不易，先应付好面试再说。

所以小护士在后续的篇章中大体上会以“基本结构”、“面试重点”、“代码修行”来解析源码；这也代表了小护士对源码理解深度的三个层次吧。

lang包基本结构

• Interfaces（接口）
  
  • Appendable
  • AutoCloseable
  • CharSequence
  • Cloneable
  • Comparable
  • Iterable
  • Readable
  • Runnable
  • Thread.UncaughtExceptionHandler
• Classes（类）
  
  • Boolean
  • Byte
  • Character
  • Character.Subset
  • Character.UnicodeBlock
  • Class
  • ClassLoader
  • ClassValue
  • Compiler
  • Double
  • Enum
  • Float
  • InheritableThreadLocal
  • Integer
  • Long
  • Math
  • Number
  • Object
  • Package
  • Process
  • ProcessBuilder
  • ProcessBuilder.Redirect
  • Runtime
  • RuntimePermission
  • SecurityManager
  • Short
  • StackTraceElement
  • StrictMath
  • String
  • StringBuffer
  • StringBuilder
  • System
  • Thread
  • ThreadGroup
  • ThreadLocal
  • Throwable
  • Void
• Enums（枚举）
• Exceptions（异常）
• Errors（错误）
• Annotation Types（注解类型）

对于lang包来说，只需要关注接口和类就可以了。其他注入枚举、异常等，需要的时候才去看也行。上面加粗的就是面试会问到的接口和类。

lang包面试重点

既然在上面已经圈出面试重点内容，那下面就先简单介绍个大概。

小护士按照优先级分组排列一下：

1. 线程基础

Thread
ThreadGroup
ThreadLocal
Runnable

线程Thread由线程组ThreadGroup来管理，线程的Runnable实现类在被多个线程共用情况下，那些线程处理该类字段时就会有线程安全问题发生，为了线程之间互不影响，于是诞生了ThreadLocal类来实现线程间Runnable实现类字段资源隔离，每条线程都有自己完整的一份数据拷贝，互不影响。至于ThreadLocal实现细节将会在后面的篇章介绍到。

2. 字符串基础

String
StringBuffer
StringBuilder

字符串String是用字符数组char[]实现的，但是因为该数组是个常量，所以也定义了Java字符串也是常量，一旦创建就不可以变更。因此催生出了第一个可变字符串工具类StringBuffer，它采用建造者模式，对append()和insert()方法做synchronized关键字修饰，也就是做了同步互斥处理。但因为每次添加字符串都要检查锁，非常消耗性能，而且大部分该类的使用场景都是在方法内作为本地变量来调用，所以催生出了一个非线程安全版本的StringBuilder。

3. 数据类型基础

Boolean
Byte
Double
Integer
Long
Number
Object
Enum
Void
Class
ClassLoader

这里说浅可以很浅，说深可以深入到C++源码的markOops对象头结构，还有双亲委派模型的类加载机制。小护士也会在后面专门讲解这块。

4. 其他基础

Cloneable
Comparable
Iterable
Math

• Cloneable接口通常与浅拷贝和深拷贝有关系，而深拷贝则会与Java对象序列化反序列化技术直接相关，把这块讲清楚起码要独立写一篇博文才行，毕竟要深入到实现原理上。
• Comparable接口是排序用的，代码虽然简单，但是设计很经典。
• Iterable接口通常与Java集合包相关联，目的是为了提供一个迭代器对象，使用迭代器模式遍历数组元素。
• Math类用于数学计算，平时更多是用它的random()方法，而这里又会涉及到util包的Random类实现细节。

lang包代码修行

lang包除了上面几个面试重点内容以外，还有其他几个类是小护士推荐在工作闲暇之余研究的：

CharSequence
Character
Compiler
Process
ProcessBuilder
Runtime
SecurityManager
System

这些都是偏向操作系统层面的类，需要花点时间去研究背后的C++代码怎么处理。

lang包的子包

• annotation（注解相关）
• instrument（Class定义相关）
• invoke（对象调用相关）
• management（JMX相关）
• ref（对象引用方式相关，例如弱引用）
• reflect（对象反射技术相关）

这些子包将会在后续博文中逐一介绍，其中，ref包和reflect包是面试重点内容。

学习交流

写到这里，第一篇《Java8源码阅读》就完成了，虽然只是对lang包做了简单的结构解析，但起码对java的核心包有了大概的了解，知道哪块是哪块，在脑海中形成一个清晰的学习路线图。

为了方便大家日后技术交流，小护士在这里特别推荐如下交流方式：

QQ群：JAVA高级交流（329019348）
QQ群：大宽宽的技术交流群（317060090）

如果有对博文内容有任何技术问题，欢迎评论留言或加群讨论，谢谢大家。