Java工程師修煉之道（簡體書）

Java開發一直是當前互聯網領域最火熱的開發技能之一，Java工程師也一直是需求量非常大的開發職位。本書主要針對一名合格的Java工程師的必備技能做了大綱性的總結和闡述。本書內容包括了工程化、常用開發框架、數據存儲、數據傳輸、Java編程高級知識、性能優化、安全技術等內容，基本涵蓋了Java工程師需要掌握的絕大部分技能點。

杭建，重度Java使用者，具有近10年的Java後端開發經驗，一直專注於JavaEE、系統架構、大數據等後端技術。現任隨身雲（中華萬年曆）技術總監，負責公司的技術培訓、系統架構、研發管理等工作，帶領研發團隊完成了大數據平臺、推薦系統、廣告平臺、傳媒平臺等系統，以及分布式調度、應用性能監測等基礎框架的開發，支撐起了中華萬年曆、微曆、牛嗶的對話等高達三億多用戶訪問量的應用。作者之前曾就職于網易杭州研究院從事基礎平臺、雲計算相關技術的開發工作，參與了易信公眾平臺、網易雲計算動態負載均衡等項目的研發。

推薦序一
Hey！新來的讀者，為了吸引你的注意力我真是煞費苦心，但最終還是沒能寫出一句特別吸引眼球的話來，畢竟寫序的我不是標題黨出身。此刻我真的非常能理解你拿到新書之後那渴望知識的心情，所以你恨不得一個字的“序”也不要看到，直接到達“最有價值”的知識點。但作為一名資深轉業碼農（對！你沒看錯，是“轉業”，不是“專業”）還是想說一句，你先看完序，5分鐘後到達知識的戰場，會更穩！
相信你已經在看“序”了，那麼我們來說點正經事。
你的知識體系的養成有3個關鍵階段：看山是山，看山不是山，看山還是山。本書的適用人群是“看山不是山”的那些人，如果你恰好處於這個階段，恭喜你！書錢沒白花。
Java是一門非常容易入門的語言，初學者經過初期的學習之後基本能掌握DEMO級別的編程應用。相信讀者你已經度過了這個階段，但是Java龐大的體系可能會把你繞暈，又或者你還沒看到Java的生態系統有多麼複雜。此時，你需要本書。從事程序員這個工作，到比較高階的時候，其實是不挑語言的，語言只是工具，而你可以在紛繁複雜中遊刃有餘。但幾乎每一位高手都是先深入一個領域，再橫向發展的。你可以不用著急後續的橫向發展，先堅定自己學習Java的信心！因為，從廣泛的應用場景、頂級的開源生態、未來可期的薪水和職位來說，Java都是非常不錯的選擇。
敲黑板，畫重點！下面來解釋一下，為什麼本書面向的是“看山不是山”的人群。在度過Java的入門期之後，會有一個煩惱，那就是面對Java這麼龐大的體系，我們究竟應該學習什麼？選擇方向，往往比努力更重要！是使用J2SE編寫桌面程序？是使用J2ME編寫嵌入式應用？還是使用J2EE編寫企業級應用？這些是我們那個泛黃的年代特有的煩惱。而現在的煩惱可能是學Android？還是學Java後端？即便大方向你已經十分堅定，而且選擇了Java後端編程，但因為複雜的知識體系和Google發佈的各種教程文檔，眼前看到的已經不再是清晰的山脈，而是一片迷霧。此時，你需要本書，因為它給你指明了努力的方向。
本書的結構、闡述的方式和大部分的“指南”書籍有較大的區別，本書是以筆記和要點的形式進行呈現的，用現在的話說就是撈乾貨。本書涵蓋的知識，是以現代工程實踐中的實際案例出發來組織的，所以知識點範圍非常廣泛，每一個點都對最關鍵的“Best Practice”簡明扼要地進行了說明。你在閱讀本書的時候需要一些相關經驗，不然無法跟上作者的節奏，建議在有一定的知識準備後再閱讀本書，這樣你會受益匪淺。從另外一個角度看，在你有了一定的基礎積累之後，本書可以幫助你全面地瞭解一個現代化的最先進的工程實踐是怎樣的。本書講述了目前行業中最常用的，經過了實踐的工程方案，這將是你快速進階的最佳指引。
――孫建，隨身雲（中華萬年曆）聯合創始人＆ CEO

推薦序二
2013年，我和本書作者的接觸是從基於網易的一個大型互聯網應用合作開始的，我見證了從第一行代碼到整個系統服務於億級用戶的過程，並且相信這種經歷對開發者來說是一筆巨大的財富，其中大量的開發和實戰經驗都會在本書中得到充分的體現，相信讀者能從書中直接領略到豐富的實戰知識。在與本書作者的合作過程中，其對Java技術的熱愛與追求，對問題刨根問底，直到理解透徹、靈活應用，這些都令我印象深刻。這些年，我與本書作者一直保持溝通交流、相互學習，他將近十年的實戰經驗沉澱於本書以實現對後端技術的探索、佈道，非常值得開發者與近高窗臥聽秋。
後端技術涉及內容非常廣泛，Java語言也是互聯網開發行業使用的主流語言，相信後續也將繼續流行很長一段時間，而本書作者也一直從事Java後端開發工作。在本書中作者比較系統地從總體上描述了後端技術相關的理論知識，包括基礎設施、網關服務及框架選型等基本原則，然後以實際經驗進行示例說明，接著詳細梳理了Java的後端技術，相信讀者讀完本書後會更全面地理解後端技術。互聯網的業務建設需要不同角色的開發者共同協作完成，因此，系統工程化是開發者首先要共同遵守的規範或約定，包括代碼規範、版本管理和代碼質量檢查等。
開發框架的選型進一步地為工程化提供了基礎，也能加速推進互聯網開發，儘管是否重複造輪子是一個恒久的話題，但是沒有永遠的銀彈，只要在合適的時間裡根據團隊的能力選擇合適的技術框架就好。一般來講，目前常用的框架包括基本的依賴注入、AOP、事務管理、連接池管理、數據操作、日誌服務等，在眾多的框架中，本書作者選用目前在Java領域使用最廣泛的Spring做深入的分析，詳細地說明各組件的基礎知識、基本原理和實際使用案例，最難得的是把較多開發者遇到的坑都用真實的示例進行了說明，可以幫助開發者快速地跳過這些傷心地帶，同時也把最佳實踐畫龍點睛地帶給開發者。
數據存儲無疑是所有系統應用中非常重要的一環，應用的場景用例也和數據庫的選型有著極其重要的關係，開發者選擇關係型數據庫還是非關係型數據庫是需要根據軟件成本與人力成本來進行權衡的，比如選擇MySQL、Oracle等開源或商業的數據庫。本書重點從數據庫的基礎知識、索引和表優化等方面以詳盡的示例為更好地選擇數據庫的存儲類型提供了更多的知識。
早期的關係型數據庫一般能滿足數據達到一定規模的企業的需求，而在互聯網業務領域，特別是移動互聯網領域內的元數據或者日誌數據等，達到億數量級別是很常見的，這時通常使用非關係型數據庫，在非關係型數據庫裡使用非常多的有MongoDB、HBase等分布式數據庫系統。作者在自身的企業開發實踐中，得到了大量的使用經驗和最佳實踐。為了加速後端應用，緩存熱數據是加速業務、提高業務性能、提升用戶體驗的重要手段，通過使用本地緩存、遠程緩存進行數據加速、數據預熱或提高數據的命中率，是開發者在應用開發的過程中常會遇到的場景。
“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，後端技術每年都在不斷發展，所用技術也有變化，近些年Java語言的發展速度不那麼快了，但是總體是在不斷前進發展的，本書作者帶領的團隊一直深耕此領域並希望通過本書為技術開發人員帶來更多幫助。
――堯飄海，網易雲基礎服務（蜂巢）首席架構師



前言
目前互聯網行業如火如荼，進入這個行業的技術人員也越來越多。對於研發來說，從工程角度其主要分為前端工程師、客戶端工程師（又分為iOS和Android工程師）、後端工程師、算法工程師等職位。本書所說的Java工程師指的是以Java作為主要開發語言的後端工程師。
筆者從2008年還未畢業時做一些小的項目至今，做後端開發已經有差不多10年時間。經歷過剛學Java時的迷茫，第一次寫出Java程序時的激動，第一次寫出一個Web系統的醍醐灌頂，一直到接觸Java更底層的東西，總的來說對Java有了系統性的認識，對後端技術體系有了宏觀的感受。這期間，筆者用過各種各樣的編程語言，嘗試過各種開源軟件，挖過各種坑，也填過各種坑。針對後端技術來說，筆者認為自己的這些知識體系，還是有一定價值的。
此外，還記得當筆者畢業後進入第一家公司時，入職培訓的課程雖然不難，但確實有種恍然大悟的感覺。業界的最佳實踐和自己在學校裡學到的、使用到的知識，差別還是非常大的。直到後來加入現在的這家公司，給新老員工做過一系列後端技術的培訓課程，在校招的筆試和麵試過程中深刻體會到學校與業界脫節之嚴重，在平時的社招中遇到很多對後端技術缺乏系統性認識、技能點不足的工程師，並且也經常被人問起如何學習Java後端技術，於是就打算將目前後端工程師一些比較主流、前沿的技術以及實際工作中會用到的技能串聯起來，給剛上大學以後打算以Java後端為職業的學生、剛畢業入職的應屆生以及初學者們一些入門的指引，使其少走彎路。另外也希望給一些有經驗的工程師提供一個參考手冊，將零散的知識點串起來，減少在解決某些實際問題時無頭緒搜索帶來的時間成本，同時也是對自己的一個階段性總結和查漏補缺。需要注意的一點是，像數據結構、計算機網絡等計算機科學基礎知識以及Java SE的基本用法，筆者認為是從事程序開發工作的Java工程師應該必備的知識，因此並不包括在內。
本書會針對Java後端開發工作中經常用到的關鍵技能點做闡述，會儘量覆蓋實際工作中需要的所有技能。但由於很多技能並非一兩個章節就能完整講述，因此本書僅做一些實踐性的經驗總結和闡述，更加詳細和深入的學習則需要參考專門的書籍或者官方文檔。
本書的大部分內容都來自筆者的博客以及平時工作、學習中的一些自我總結和筆記，記錄了筆者進入這個行業以來的一些經驗教訓和思考。
面向讀者
未入門或者剛入門的Java工程師
包括未來以Java後端開發為職業方向的在校學生、剛畢業入職的Java工程師以及未形成知識體系的Java工程師。這類讀者通過閱讀本書能夠對Java工程師的必備技能有一個全域認識，逐步形成自己的Java技術體系。
有經驗的Java工程師
有經驗的Java工程師可以通過本書查漏補缺，鞏固自己的開發技能，進一步完善自身的Java技術體系。
對Java後端開發感興趣的非Java工程師
非Java工程師可以通過本書瞭解Java工程師的技能體系，尤其對於其他語言的後端工程師來說，本書的很多內容也是通用的，並不局限于Java開發。
內容概覽
第1章　後端技術導言
本章主要從總體上描述後端技術的概念、組成、作用、需要的知識點，並給出了學習後端技術的建議。
第2章　Java項目與工程化
本章主要講述Java項目與工程化需要掌握的軟件、技能等。
第3章　開發框架
本章主要講述Java後端開發中的一些主流框架的使用方法。
第4章　Spring
本章主要講述Spring核心、數據操作以及一些常用組件的使用。
第5章　數據存儲
本章主要講述Java應用中數據存儲上使用的一些軟件、服務等。
第6章　數據通信
本章主要講述Java應用中數據傳輸、通信上使用的一些軟件、服務等。
第7章　Java編程進階
本章主要介紹一些Java開發中的高級特性以及在Java開發中非

目錄第1章後端技術導言1.1?後端基礎設施1.1.1?請求統一入口――API網關1.1.2?業務應用和後端基礎框架1.1.3?緩存、數據庫、搜索引擎、消息隊列1.1.4?文件存儲1.1.5?統一認證中心1.1.6?單點登錄系統1.1.7?統一配置中心1.1.8?服務治理框架1.1.9?統一調度中心1.1.10?統一日誌服務1.1.11?數據基礎設施1.1.12?故障監控1.2?Java後端技術概覽1.2.1?軟件開發的核心原則1.2.2?軟件開發的軟件過程1.2.3?日常開發常用工具1.2.4?應用的運行環境1.2.5?常用第三方服務1.2.6?計算機基礎科學知識1.2.7?數據處理相關技能1.2.8?Java編程知識1.2.9?系統架構演化1.2.10?典型的部署架構1.3?如何學習後端技術1.3.1?扎實的計算機基礎知識1.3.2?知其然更要知其所以然1.3.3?動手實踐1.3.4?頻繁練習1.3.5?持續學習1.3.6?自我總結1.3.7?如何學習一門新技術1.3.8?總結第2章Java項目與工程化2.1?項目構建2.1.1?傳統構建工具――Ant2.1.2?主流構建工具――Maven2.1.3?新興構建工具――Gradle2.2?代碼版本控制2.2.1?集中式代碼版本管理――SVN2.2.2?分布式代碼版本管理――Git2.2.3?提交日誌的規範2.3?代碼質量保證2.3.1?使用單元測試保證代碼質量2.3.2?衡量單元測試的標準2.3.3?開發規範與建議第3章開發框架3.1?依賴注入3.1.1?JSR330依賴注入規範3.1.2?Guice3.1.3?PicoContainer3.1.4?Dagger3.1.5?SpringFramework3.1.6?循環依賴問題3.2?對象關係映射3.2.1?表元數據的映射3.2.2?CRUD以及屬性的查詢3.2.3?查詢緩存的使用3.2.4?結果的映射3.2.5?規範SQL書寫的語句構建器3.2.6?使用提示3.3?日誌3.3.1?JDKLogging3.3.2?Log4j3.3.3?Log4j23.3.4?Logbac