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Java開發成長之路第一年
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介紹
本文總結了要走Java開發這條路的成長軌跡。歡迎各位看客留下腳印。
正文開始之前，先申明幾點：本文說的“Java開發”指的是以Java後端為主、少量的前端開發，如果要了解更多前端開發的內容請移步；另外，本文假設您在學習Java之前沒有其他語言的基礎。
這是一個係列的文章，而且會長期更新，歡迎各位看客關注！
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前言
這時候，作為剛剛加入“碼農”行列的您，還是有幾點是必須要搞定的：Java語法、行業代碼規範（類、方法、變量等的命名規範）、計算機基本的運行原理、Java程序運行的基本原理。我這裏說的“搞定”的更加準確的含義指的是：要很掌握的很熟練。因為這就像是樓梯的第一個台階、高樓大廈的地基一樣，它直接影響你後續階段的發展。
您別小瞧這幾點，以為在學校裏就早早地對Java語法很了解了；不止您在成長，Java本身也在發展中，所以Java的不同版本之間可能也會有或大或小、或多或少的差異，忽略這一點的童鞋可能會被“絆腳石”磕碰的很慘。
程序是運行在計算機上的，為了以後的發展，可以說對計算機的原理研究的不管多麼深入都是很有必要的。但現在，你至少要對CPU、內存、硬盤、網卡等大部件的性能參數有所了解。
而Java呢，是需要編譯為class文件（而不是機器碼），然後在虛擬機（JVM）上運行的。這一點，決定了Java是跨平台（Linux、Windows等）的，也決定了它可能會比C語言要運行的慢一點。它的內存管理機製，又決定了Java是比較耗內存的——雖然所占用的內存並不是時時刻刻都需要的。
以上三點相對來說都是比較範範的東西，下麵我來說一下對於初出茅廬的Java程序員們有哪些技能是必須掌握的，換句話說說，掌握了下麵的內容你就可以輕鬆應對一些麵試了：
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封裝、繼承、多態
學Java或者其他麵向對象的童鞋們，這三個特性應該都是記得很清楚。它很重要，會一直貫穿你的Java開發生涯；但這六個字過於濃縮、抽象，是很難理解的。其實，我建議作為Java開發人員的第一年，反而可以忘記這些特性，先是多多動手，積累一些項目經驗，積累足夠的業務場景，積累足夠的常見問題後，再回過頭來細細研究這三個特性。
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方法的重寫的重載
方法的重寫（override），指的是子類重寫（覆蓋）父類的方法。要求方法簽名要保持一致，不能拋出更多的異常（封裝），不能有更加嚴格的訪問權限（多態）。
方法的重載（overload），指的是在同一個類或者子類中來重載一個方法，兩個方法之間要求參數列表不能相同，而其他的要相同。這是為了能夠有多個過程類似的方法實現的。
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Java接口、類（抽象）的概念
接口可以理解為是一種規範、標準、協議，而並不關心具體實現過程。接口中的方法隻能使用public、abstract來修飾，而屬性隻能是用public、static、final來修飾。換句話說，在接口中即使不添加任何修飾符也可以，因為它隻能添加那些修飾符——方法必然是public abstract的，而屬性一定是public static final的。根據接口中屬性的特點，我們可以推斷，在申明屬性變量時必須給賦初始值，而且不能被修改。
如果有人要問，在接口的方法上添加abstract或者不添加有沒有區別的話，從上文就可以推斷出——是一樣的。對應的屬性也是這個道理。
普通類中，所有的方法必須要有方法體——也就是說必須要有實現，同樣的方法不可以使用abstract來修飾。類隻允許繼承一個類，但是可以實現多個接口。類A實現類B，可以理解為類A也是一種B；而類A實現接口B、C，則可以理解為類A有B和C的特性（特點）。
而抽象類，就像是接口和普通類的結合體，方法既可以有抽象的（abstract）的，也可以沒有。對屬性則沒有任何限製。另外，由於抽象類中有可能有抽象方法，所以是無法直接進行實例化的。
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Java的集合（Collection）體係
這是必須要弄明白的，在日常工作中跟它打交道的次數太多了。首先是java.util.Collection這個接口，它是集合的頂層接口，另外要留心它所在的包（package）是java.util。它的子接口包括List、Set，List的實現類包括：ArrayList、LinkedList、Vector。Set的實現類包括：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。
ArrayList的內部是用動態數組（普通數組的容量必須在初始化時給定）實現的，根據數組下標來對元素進行操作，具有訪問快速、修改較慢的特點，這些是由於ArrayList的存儲結構導致的。如果調用無參構造函數的話，會把內部數組elementData賦值一個空數組；如果調用的是帶有一個int類型參數（容量capacity）的構造函數的話，會創建一個指定大小的數組。在調用add方法時，會先檢查當前數組是否可以在容納一個元素（這時候，保證至少會有10的容量），如果不夠的話就準備擴容（最大容量為Integer.MAX_VALUE）——先是創建一個新容量的數組，然後把之前的元素拷貝過去，最後把要添加的元素加入新的數組中。
根據以上ArrayList類的特點，我們可以總結出一些ArrayList的使用技巧：如果您估計ArrayList中要添加的元素個數超過10個的話，最好調用有int參數的構造函數給定一個初始容量，這樣能有效地避免頻繁擴容導致的頻繁申請內存（堆），甚至能避免一些不必要的gc事件；ArrayList適合讀取和修改操作較多的場合，而不適合於添加或者刪除較多的場合；ArrayList並沒有實現了多線程之間的同步，所以是線程不安全的。
可以通過工具類java.util.Collections的sort方法給List排序。
通過Collections的binarySearch來快速地查找List中的元素。
LinkedList<E>實現的是雙向鏈表（Doubly-linked），另外還實現了接口java.util.Deque<E>。它有add、addFirst、addLast、addAll等方法，add等同於addLast，set方法可以添加到指定位置。調用get方法時，它會從所有的元素中遍曆查找。所以，LinkedList和ArrayList相反，插入、新增速度快，查找速度慢。另外，它也是線程不安全的。
Vector<E>除了實現了List接口外還實現了java.util.RandomAccess接口，默認的容量為10，內部也是用數組的形式實現的。它的add以及其他操作元素的方法使用了關鍵字synchronized，因此是線程安全的，也可以認為Vector是線程安全版本的ArrayList。
TreeSet<E>內部是利用TreeMap實現的，調用add方法時其實就是向map中添加一條key，value的值統一都是Object類。
HashSet<E>內部是利用HashMap實現的。add方法實現過程與TreeSet類似。
Java集合體係中的java.util.Map比較特殊，和Collection不是一類，它本身就是頂層接口。它的實現類包括：HashMap、Hashtable。
HashMap<K,V>默認的構造函數會初始化一個容量（應該是2的倍數，最大容量為Integer.MAX_VALUE / 2 + 1，或者為1 << 30）為10、因子（load factor）為0.75的集合，之後調用init方法（默認為空實現，是讓子類來擴展的）。
HashMap第一次調用put方法時，內部會調用方法inflateTable來初始化，所以說如果隻是申明了一個Map對象後並不會占用任何空間。從這裏可以看到HashMap內部也是通過數組實現的，數組的元素類型為HashMap.Entry；而Entry類包含了key、value、下一個Entry的引用、hash值。而當key為null時，則內部會調用方法putForNullKey，把key為null的Entry會放到數組的第一個。這時候會通過hash方法來計算key的hash值，hash方法會先調用key對象的hashCode，然後再進行一些hash運算。之後利用hash值和數組的長度計算出來一個數組下標值，如果數組中的該下標（index）中已經有了Entry對象，則從Entry鏈中通過hash查找是否已經存在了相同的key，有的話更新；沒有的話，則新增一個Entry放到數組的該下標中，然後該Entry指向之前的Entry，形成一個Entry鏈。
從上麵對HashMap的分析，可以得出一些結論。它內部是由多個元素類型為HashMap.Entry的數組實現，因此占用的內存空間還是比較大的。key可以為null。它從Java1.6開始出現，是非線程安全的。
Hashtable實現了抽象類Dictionary<K,V>。它從Java1.0開始出現。它的初始化過程和HashMap類似，但初始容量（capacity）為11，因子（load factor）為0.75f。
Hashtable的put方法使用關鍵字（synchronized）保證了線程間的同步，當key或者value為空（null）時會拋出空指針異常。
TreeMap<K,V>實現了接口NavigableMap<K,V>。該集合和HashMap實現的過程類似，隻是在調用put方法時就會先對key進行排序。這個排序就要求key實現接口Comparator<? super K>，或者是在實例化TreeMap時給定一個Comparator。
NavigableMap<K,V>該接口繼承了接口SortedMap<K,V>，從Java1.6開始出現。
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Java流（Stream）體係
Java中的“流”相關內容都在包java.io中，想要係統的了解Java流就要知道有哪些分類。
按照大的類型分為：輸入流（InputStream）和輸出流（OutputStream）。這兩個頂層的流都是用抽象類來表示的，它們規定了輸入、輸出流的基本方法，它們是基於字節（byte）流。
java.lang.Readable和java.lang.Appendable是另一對Java“流”接口。注意這兩接口在java.io中對應的頂層抽象類分別為：Reader、Writer，它們是針對字符類型的流。
DataInput和DataOutput是Java“流”中的麵向數據類型的輸入、輸出流。
所有類型的輸入、輸出流都實現了接口Closeable，它隻有一個close方法，那這個close方法應該由誰來調用呢，我這裏有個建議——誰打開的“流”誰來關閉。
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Java異常（Exception）體係
Java的異常體係的根類是java.lang.Throwable，它有兩個子類java.lang.Error和java.lang.Exception。
Error是比較嚴重的錯誤，基本會在程序無法繼續執行的情況下拋出，我們無法捕獲更無法處理。
Exception是“編譯時”異常的根類，它的子類java.lang.RuntimeException是“運行時”異常。所謂編譯時指的是在編譯Java源文件時拋出的異常，必須在處理（捕獲或者拋出）後源文件才可以正常編譯；所謂運行時異常，指的是在Java程序運行過程中有“可能”拋出的異常。
除了Error之外，編譯時異常也是比較嚴重的異常情況，所以必須顯示地處理。而運行時異常通常不嚴重，即遇到了這種異常情況程序也還是可以繼續的。
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Java多線程（Thread）
實現一個多線程類，可以實現接口java.lang.Runnable或者類java.lang.Thread。這裏要注意的是類Thread也實現了接口Runnable。啟動一個線程要調用start方法，如下例子所示：
package test;
/**
* @author suren
* @date 2016年6月29日 下午1:58:37
*/
public class Test
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
new ThreadTestA().start();
new Thread(new ThreadTestB()).start();
}
static class ThreadTestA extends Thread
{
@Override
public void run()
{
System.out.println("from thread test a.");
}
}
static class ThreadTestB implements Runnable
{
@Override
public void run()
{
System.out.println("from thread test b.");
}
}
}
線程間同步，可以在類或者方法上使用關鍵字synchronized。
另外，還有個線程相關的知識點。使用Thread.sleep和Object.wait相比較，前者會一直占用CPU，而後者會放棄CPU的控製權。
有關Java多線程的更多內容請搜索“Java多線程”。
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設計模式“單例”
好多人都在談論“設計模式”，還有一些人可以說出很多種設計模式，例如：單例模式、工廠模式、觀察者模式等等。但對於剛剛進入這個行業的人來說，我不認為記住這麼多的名稱有任何用處，而且在實際項目中也不會有實踐的機會。學習設計模式這是一件長期的事情，而且在有一定項目編程經驗以後再來學習會更有效果。
我在這裏先介紹一個很容易理解的設計模式——單例模式。所謂單例，指的是在虛擬機（JVM）中某個類隻有一份實例。通常情況下，單例的實現有幾個需要注意的地方：構造函數私有化、提供一個靜態方法用於獲取實例對象、考慮多線程情況。
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反射
在Java中所有的都是類，而所有java.lang.Object類則是所有類的父類——即使沒有“顯示地”繼承。而JDK中有些類是用來描述“類本身”信息的，它們大多數在包java.lang.reflect中，例如：Method、Field、Constructor、Member、Type、Modifier等。
而我這裏提到的反射就是JDK提供的用於獲取“類本身”信息的API，換句話說：通過反射技術可以動態第獲取甚至修改“類本身”的信息。如果你對C語言有點了解的話，這一點可以和C語言的指針來做對比理解。
那麼反射技術通常都用在什麼場合呢？利用反射可以做到很多常規程序無法做到的事情，例如代理，而在框架設計中經常會用到反射技術。
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Java用戶界麵編程Swing
JDK中提供的用於編程GUI（用戶界麵）程序的是Swing框架。這裏的API都是在java.awt和javax.swing中，我們可以認為javax.swing包中的API是對java.awt中API的升級或者改進。例如，按鈕的實現類Button就有兩份，分別是java.awt.Button和javax.swing.JButton。從包的分布和類名上，我們可以看到區別，在javax.swing包中的組件類基本都是大寫字母J開頭的。這裏，我推薦使用javax.swing包中的API。
Java是跨平台的，由此提供的Swing框架也是在所有的平台上運行時可以保持一致的風格。但由此引發的一個問題是：利用Swing編寫的GUI程序（C/S架構）相對比較醜陋一點，導致在企業開發中用的相對比較少。但是，利用Swing來開發一些小的工具還是完全可以的。
這裏我介紹一些GUI程序原理性的內容，這樣你就算沒寫過也可以多少有點了解。所有的GUI程序的底層都是在調動API在屏幕上“繪製圖形”，因此呢，可以理解GUI程序中會有一個單獨的線程來做“繪製”工作，而且這個線程就是主線程。然後，我們繼續思考，如果一個界麵中的組件（元素）過多的話，就會導致“繪製”線程占用的時間比較多，使用起來顯得比較“卡”。
既然上麵我已經提到了線程，那麼在程序中讀取、處理數據時占用的時間比較長的話，就會導致界麵更加“卡”。為了解決這個問題，我們通常都會選擇新開一個線程來處理占用時間比較長的任務。到此為止呢，我們至少已經有了兩個線程，那麼在讀取、處理數據的線程中要修改界麵元素的話，就必然涉及到了線程間同步的問題——我們不可以在新的線程中修改界麵元素，否則會發生數據不同步的問題。
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Java網絡編程
Java網絡編程是很大的一塊內容，現在呢，您隻需要了解Java網絡編程中都有哪些接口（功能），以及簡單了解網絡協議即可。
TCP/IP協議棧分為應用層、傳輸層、鏈路層等。Java提供了傳輸層協議的網絡編程接口，也就是可以對TCP、UDP協議數據包進行操作。而應用層的網絡協議，例如：FTP、HTTP、SFTP、SNAP等都需要利用第三方的庫了。HttpClient即是Apache的一個子項目，用於操作HTTP協議。
TCP協議是可靠的協議，它能保證數據包完整地在網絡中進行傳輸，而UDP協議則不能保證這一點，但UDP傳輸的速度相對比較快。據此特點，UDP經常用在需要傳輸大量數據，但對數據完整性要求不是很高的場合，例如視頻傳輸等。另外，TCP在發送數據包時，必須要求對方正在簡體你指定的端口，否則無法發送；而UDP協議則不需要對方一定是正在監聽中，它隻管發送，不關心對方是否已經接收了。
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JSP原理
JSP（Java Server Pages）作為常用的一種動態頁麵技術，有幾個很關鍵的地方是必須理解清楚、正確的，這也是作為一個合格、稱職、專業的程序員所應該了解的。
首先，從JSP的字麵上來說，它一定是服務器端（後端）的技術，而不是前端技術，不可以和HTML混為一談。和其他的動態頁麵技術不同，它是需要編譯的——當它被訪問時，將會由JSP引擎編譯（class字節碼文件）；如果是在Tomcat中運行的話，編譯後的字節碼文件會保存在目錄work/Catalina/localhost/${webroot}/org/apache/jsp中。
那JSP編譯完的class文件是什麼呢？從它所繼承（實現）的類上看，就能一目了然了。它繼承了類org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase，實現了接口org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent。
而HttpJspBase是個抽象類，它繼承了抽象類javax.servlet.http.HttpServlet，實現了接口javax.servlet.jsp.HttpJspPage。
接口JspSourceDependent是為了能夠跟蹤JSP源碼文件的依賴關係，從而能夠編譯過期的JSP文件。
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jQuery常用方法
這裏至少應該知道如何使用jQuery定位元素、設置（獲取）值、ajax請求。
jQuery有類（class）選擇器、名稱（tagname）選擇器、ID選擇器、屬性（attribute）選擇器、派生選擇器等。
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JavaScript基本概念
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各種瀏覽器的調試技巧
本站有一篇《JavaScript調試介紹》您可以搜索一下，介紹了各種主流瀏覽器的JavaScript調試方法和技巧。
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集成開發工具Eclipse的熟練使用
本站有一篇《Eclipse使用技巧》您可以搜索一下，介紹了Eclipse的一些使用技巧。
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應用服務器配置
本章有一篇《玩轉Tomcat》您可以搜索一下，介紹了Tomcat所有常用的配置方法。
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數據庫
除了要會使用數據庫的帶有界麵的客戶端（例如：Navicat等）連接，還需要知道如何通過命令行來連接，例如：mysql -uroot -proot。
創建數據庫（database）、表（table）的SQL應該會寫，簡單的查詢語句更是必須的。
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Struts2框架
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Hibernate框架
本站有幾篇有關Hibernate的專題介紹，大家可以搜索一下《Hibernate注解類介紹》、《Hibernate常見異常》。
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Spring框架
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最後更新：2017-08-15 10:32:30