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 nuanyangyang

標  題: Java學習路線圖（整理中，歡迎糾正） 
發信站: 北郵人論壇 (Mon Aug 11 19:28:16 2014), 站內 
  
【以下肯定是不完整的列表，歡迎補充】 
  
Java是一個通用的程式設計語言，其實可以幹很多事，怎麼學Java就看怎麼用了。 
  
但有一些一般的步驟： 
  
1. 熟悉一種文字編輯器，比如Vim, Emacs, Notepad++, TextMate等。知道哪些是開源的，哪些是閉源的，哪些要收費。養成不用盜版軟體的習慣。 
2. 安裝JDK（建議用你的Linux發行版內建的軟體包管理器安裝openjdk，過程中可能需要讀發行版特定的文檔） 
3. 寫一個Java的Hello world程式，並用命令列工具javac編譯，再用java命令運行這個程式。過程中熟悉原始碼、位元組碼、虛擬機器這些東西，以及Java的包（package）對.class檔案所在的路徑的影響。 
    3.5. 如果這兩個命令列工具使用熟練了，可以開始選一個喜歡的整合式開發環境，比如Eclipse。當然，養成不用盜版軟體的習慣。熟悉一下如何建立“工程”，以及快速鍵的使用。 
4. 學習Java的面向過程編程，包括基本資料結構、運算式、語句、控制流程、函數調用。 
5. 學習Java的物件導向編程，包括類、參考型別和實值型別的區別、成員、方法、存取控制、繼承、多態、介面、介面實現。順便學習一下物件導向的基本思想，即對象、訊息、封裝、繼承、多態等，這些通用的內容不是Java特有的。 
    5.5 這時候應該已經涉及了Java的記憶體回收。要留意即使有記憶體回收的情況下也會發生的記憶體泄露（如自己設計數組容器，元素是引用，邏輯上刪除了元素，但並沒有清成null）。 
6. 學習Java的異常處理，但更重要的是學習什麼時候用特殊傳回值而不使用異常，什麼時候應該拋出異常而不處理異常，知道什麼是pokemon catch及其危害，瞭解為什麼Java的checked exception是一個糟糕的特性。如果願意，同時學習一下Java1.7的try-with-resource語句和AutoCloseable介面。 
7. 熟悉Java常用的資料結構，如基本的數群組類型，以及泛型容器（java.util.*），尤其是java.util.List<T>介面和java.util.ArrayList<T>實現；以及java.util.Map<T,U>介面和java.util.HashMap<T,U>實現。（java1.5以前的沒有泛型參數的就不用碰了）同時留意一下基本類型int, double等和裝箱類型Integer和Double的區別，以及它們是如何自動轉換的。 
8. 熟悉Java標準庫裡的各種工具，包括日期時間、字串格式化、IO等。知道檔案要自己在finally子句中close()，或者用Java1.7的try-with-resource，不要妄想記憶體回收行程會幫你關掉檔案。 
9. 學習一下Java的命名習慣，以及JavaBeans的常規，知道為什麼getter/setter比直接操作成員變數好。按這種方式給Java的變數、方法命名。同時看看你的IDE能不能自動幫你產生getter和setter。 
10. 使用一個第三方的庫（比如Apache Commons Lang通用工具庫），讓你的程式依賴於它的二進位jar包（而不是直接拷貝原始碼），用命令列編譯、運行（注意classpath等）；也熟悉一下如何用你的整合式開發環境添加第三方依賴。感受一下手動管理依賴關係的麻煩。 
11. 學習Maven的使用，試著讓Maven幫你解決依賴關係，再試著讓Maven幫你建立一個Eclipse工程。再試試用Maven打包發布。 
12. 學習軟體測試，以及JUnit的使用，以及怎麼在IDE中使用JUnit。有空看一下coverage工具。 
13. 讀讀四人幫寫的《設計模式》（這本書是用C++和Smalltalk語言為例子的，但仍然適合Java）。具體的是這本書， http://www.amazon.com/Design-Patterns-Elements-Reusable-Object-Oriented/dp/0201633612 圖書館應該能還借到英文原版，因為我借到過。  
  
接下來就看具體要做哪方面的應用了，看需求。比如（下面的沒有順序） 
  
【....】如果學Java學得不舒服了，學Python。 
   * 如果對物件導向編程的概念有點不習慣，學Smalltalk。（Ruby也行，但不如Smalltalk經典。Ruby的文檔是一大硬傷。） 
   * 如果嫌Java太囉嗦，學Python 
   * 如果嫌Java太囉嗦，又想用JVM，自己又有精力，學Scala 
   * 如果對對象之間的關係有點暈，學一學UML，以及它的一些圖，可以對程式和運行進行直觀的建模。你的IDE也許有外掛程式可以產生UML圖。但是不要太沉迷於這些方法論。 
  
【調試和協助工具輔助】學習一下你的整合式開發環境提供的調試工具，加一些斷點試試 
   * 試試用jconsole或者VisualVM監控另一個jvm的狀態。 
   * 用profiling工具尋找程式中慢的地方。Eclipse有profiling工具。VisualVM也有這樣的功能。（如果不介意使用閉源軟體的話，也試試JProfiler和YourKit） 
   * 有的JVM允許在運行時更新代碼。Eclipse可以和某些JVM整合。這樣你可以頻繁修改代碼而不用頻繁重啟JVM。對於某些“重型”工程很有用。（如果不介意使用閉源軟體的話，也試試jRebel） 
  
【多線程】學習Java的多線程編程以及lock、condition的用法（包括傳統Java的synchronized語句以及新加的java.util.concurrent.*），學習一下如何讓線程停下來，以及為什麼要頻繁確認isInterrupted()而不要用Thread.stop()。瞭解一下多核處理器、緩衝、記憶體的關係，以及為什麼多線程編程這麼難。 
   * 如果還舒服，學習一下Runnable的用法，以及內建的Executer等基本多線程工具。 
   * 應該已經留意到java.util裡面的很多容器不是安全執行緒的，但是java.util.Collections可以幫你建立一些安全的版本。另外關注一下java.util.concurrent裡面有ConcurrentMap等容器可供使用。 
   * 如果有空的話，看看memory model（記憶體一致性模型）和無鎖同步（見java memory model和java.util.concurrent.atomic）。 
   * 如果還有空，再瞭解一下除了“共用記憶體多線程編程”以外有沒有別的模型（多進程multi-processing、訊息傳遞message passing等）。 
  
【反射、元編程】學習Java的反射機制，以及Annotation的用法。 
   * 如果還舒服，試試java.lang.reflect.Proxy的用法。 
   * 如果仍然還舒服，玩一玩CGLib（一個第三方的庫）。 
  
【網路編程】學習一下IP, TCP協議（電腦專業的應該學過，複習一下），學習Socket編程（注意記憶體回收行程不會幫你關掉Socket）。 
   1. 如果不是很關心HTTP，看看java.nio，學習單線程輪詢式IO複用（Selector）。 
      * 如果有點不明白nio的意圖的話，瞭解一下c10k問題。 http://www.kegel.com/c10k.html 
      * 如果身體沒有異樣的話，大概瞭解一下作業系統（包括C語言）提供的select, poll, epoll, kqueue等介面。 
      * 如果身體仍然沒有異樣的話，試著用java.nio寫一個檔案伺服器。 
      * 如果還有精力的話，上網扒一扒有沒有其他的通訊庫，如netty等。 
   2. 如果關心Web還有HTTP，就學習一下HTTP協議，以及用Java進行HTTP的用戶端編程。 
      * 如果還舒服，學學HTML，寫寫HTML的靜態網頁（不需要Java） 
      * 如果還舒服，用Java寫一個基於DOM、XPath或者CSS Selector的網頁解析器（耙梳頁）。 
      * 如果還舒服，學學Java的Servlet介面（先別學jsp）進行Web伺服器端編程。學學標準的Servlet容器怎麼用，包括web.xml的用法以及listener、filter等概念。以及某個Servlet容器（如Jetty或者Tomcat）的具體用法。 
      * 如果仍然還舒服，試著學一種範本語言（如haml, velocity, freemarker，【還有其他更好的架構嗎？我不知道】, String.format，如果真的想學JSP的話JSP倒是也行，但不推薦）。 
      * 如果仍然覺得舒服，學學Spring架構中的Web架構，或者Struts，看你的口味。 
      * 如果還舒服，看看Spring Bean Container以及裡面各種亂七八糟的工具。 
      * 如果還舒服，或者有需求，瞭解一下什麼是RESTful Web Service，複習一下HTTP，找找適合的Java工具。 
        * 你可能會覺得Jackson是一個解析JSON用的好用的東西。 
  
【資料庫】學習一下關聯式資料庫（電腦專業的應該學過，複習一下），包括SQL。選一個資料庫管理系統熟悉一下（比如MariaDB，或者（如果你不討厭Oracle的話）用被Oracle收購了的MySQL。先脫離Java單獨學學）。然後看它們的官方文檔教你怎麼用Java串連這種資料庫。這中間會涉及到JDBC介面。同時一定要知道SQL注入安全性漏洞，以及掌握如何用PreparedStatement防止注入！！。建議看 http://bobby-tables.com/ 
   * 可能中間會涉及“事務”問題，讓你不知不覺地開始去瞭解java transaction api(JTA)。 
   * 如果還舒服，學一學對象關係轉換（如Hibernate）。 
   * 也可以學學非關聯式資料庫，以及如何用Java訪問它們。 
  
【日誌記錄】學習一下slf4j和logback的用法。 
   * 如果有精力的話，以及大概知道世界上有多少種Java日誌架構，以及slf4j是怎麼橋接這些架構的。 
  
【構建(build)系統】學習一下Ant的用法。 
   * 如果還舒服的話，學習一下用Ivy從Maven的倉庫裡下載軟體包，解決依賴關係。 
  
【版本控制】學習一種分布式版本控制器（如Git、Mercurial、Bzr、Darcs等，推薦Git）的基本用法，以及如何用它管理Java工程。希望你已經開始使用Maven了。然後瞭解一下如何在IDE中使用（Eclipse內建Git外掛程式）。 
   * 如果感覺很舒服的話，為你們實驗室搭建一個Linux+SSH+Git伺服器，裝個GitLab（一種Web介面）。並說服同事們不要再用SVN、CVS或者SourceSafe等老舊的“集中式版本控制器”了。 
   * 開設一個GitHub賬戶。如果你不喜歡Git，就用BitBucket等。 
  
【持續整合】自己（或者為你們實驗室）搭建一個持續整合（Continuous Integration）伺服器，如Jenkins，定期編譯你的程式。建議同時使用Git等分布式版本控制器。 
   * 如果你做開源軟體，試試GitHub和Travis。 
  
【零碎工具】淘一淘java.nio.files裡面有什麼好用的東東，然後再淘一淘Apache Commons Lang和Commons IO裡有什麼好用的工具。Commons Logging就不要再用了，用SLF4j和Logback。 
  
【XML】學學XML、DOM、XPath。XML這東西到處都可能用到。也可以用它寫自己的設定檔。 
   * 如果覺得不舒服了，就學學JSON和YAML。 
   * 如果還是不舒服，就學學文字檔解析。 
  
【文法分析和編譯器】學學Antlr或者別的Parser Generator的用法 
   * 如果覺得舒服，自己寫一個計算機。 
   * 如果還覺得舒服，自己寫一種Domain-Specific Language (DSL)。 
  
【高效容器】學學FastUtil或者Trove，如果你需要進行大量數值運算的話。 
  
【分散式運算】學學MapReduce的思想以及它的實現。 
   * 如果還舒服，學學Scala語言以及號稱比MapReduce快得多的Apache Spark。 
  
【處理序間通訊】看看ActiveMQ、MINA和RMI。 
  
【其他語言（JVM）】學習另一門跑在JVM上的語言或者實現（如Groovy、Scala、Clojure、JRuby、Jython、JavaScript……） 
   * 如果還舒服，學一學Java Scripting API（注意不是JavaScript。給個連結：http://docs.oracle.com/javase/6/docs/technotes/guides/scripting/programmer_guide/ ），然後試著在自己的Java程式裡嵌入指令碼。 
  
【其他語言（非JVM）】學習另一門泛型指令碼語言（如Python、Ruby，其實perl也行，但不推薦），知道什麼時候Java不是最好的選擇。 
  
【Java語言和Java虛擬機器】通讀一遍（一目十行地讀，不用細讀）Java Language Specification，以及Java Virtual Machine Specification。 
   * 瞭解以下解譯器（interpreter）、編譯器（compiler）、即時編譯器（just-in-time compiler）和最佳化器（optimiser）的概念。 
     * 如果對編譯器的話題不感到畏懼，瞭解一下method JIT和tracing JIT的概念和區別。 
  
【記憶體管理】學學記憶體回收的幾種基本演算法，包括mark-sweep、mark-compact、semi-space、generational、mark-region等，各自的效能，以及為什麼樸素的reference counting是不完整的。知道為什麼finalizer效能很糟糕，而且標準並不要求finalizer在程式退出前一定會執行。 
   * 如果還舒服，瞭解一下如何設定Java虛擬機器的堆大小限制（如HotSpot虛擬機器的-Xmx選項等）。 
   * 瞭解一下Java裡的WeakReference以及SoftReference和PhantomReference，以及它們什麼時候有用，以及為什麼它們實現起來有些困難。 
   * 如果有精力，瞭解一下Hotspot虛擬機器的記憶體管理演算法是什麼樣的。 
  
【動態裝載】學學Java的動態裝載（class loading） 
   * 如果還舒服的話，學學OSGI以及它的一種實現（如Felix或者Equinox） 
   * 如果仍然很舒服的話，學學寫基於Eclipse平台的程式。不是Eclipse整合式開發環境，只是利用他們的圖形架構，寫自己的應用程式。 
   * 如果還覺得舒服的話，寫Eclipse整合式開發環境的外掛程式。 
  
【本地/外語介面】學習一下Java Native Interface（JNI），試著寫一個Java和C語言混合編程的程式。 
   * 如果覺得不舒服了或者覺得欲仙欲死，就學一學Java Native Access（JNA），試一試不用任何膠水代碼而從Java直接裝載C庫，直接調用C函數。 
   * 如果連JNA也懶得學，就學一學SWIG，自動產生綁定。 
   * 如果覺得舒服，就學一學Java Virtual Machine Tooling Interface（JVMTI），用C程式來監視JVM的狀態。 
  
【密碼學】學一學密碼學，包括編碼、密碼分析、攻擊、對稱金鑰、公開金鑰系統、數位簽章、雜湊演算法等，看看Java有沒有實現。 
   * 如果覺得有點不舒服（你應該不會覺得舒服吧，除非你是學密碼學的，要不然總會覺得自己寫的程式有安全性漏洞），就寫一個“人品計算機”來放鬆一下，要求每次輸入同一個姓名，得到的人品值是固定的，但又要讓人無法用別人的人品值猜自己的人品值。 
  
【移動終端】學一學Android開發。 
   * 如果有精力的話，看看Dalvik虛擬機器是怎麼回事。 
   * 建議買一個iPhone或者iPad，或許你再也不想用Android手機或者平板了。 
  
【曆史】如果覺得有些無聊，就去挖一挖曆史上比較火的可能和Java相關技術，比如： 
   * Applet，想想它比起html5+css3+javascript的缺點在哪裡。 
   * AWT、Swing，想想為什麼很少有人用Java寫圖形介面程式。你覺得Swing的程式看上去舒服嗎？中國人和殘疾人喜歡用Swing程式嗎？ 
   * JNDI，想想它比起Spring Bean Container的缺點在哪裡。 
   * JSP，想想它比起MVC結構的缺點在哪裡。 
   * WSDL/SOAP，把它們和XML-RPC、RESTful Web Service比較一下。 
   * XSLT，以及為什麼它是圖靈完備的。可是它真的比Java本身更好用嗎？ 
   * Log4j、java.util.logging、Apache Commons Logging，各自有什麼問題，以及Log4j的作者本人為什麼又開發了SLF4j和Logback？ 
   * Java最早是為什麼設計的？ 
   * Type erasure是怎麼回事？為什麼ArrayList<int>不行但ArrayList<Integer>就可以？挖一挖曆史。