真正的精通Java是种什么样的境界

java方向很多，关注点不一样。比如j2ee，java服务器，大数据等等。
如果针对java语言本身而言如何精通呢？我从技术角度来说说。
1 知道常用的api，并能熟练的掌握，这个是第一步。
2 能够模拟常见的数据结构，比如LinkedList，ArrayList， TreeMap，Stack，BlockingQueue，这递增不仅可以理解数据结构还可以帮助学习jdk是如何实现的。参阅双向链表模拟
3掌握java经典的IO结构，包括BIO，NIO，AIO要深入的晓得JDK大体代码结构。JavaNIO,AIO编程
4理解多线程，以及如何控制线程安全，包括同步器和信号量。java同步器解析
5理解JVM的内存布局，以及垃圾回收算法，能很好的使用jdk自带的调优工具。理解volatile内存语义
下一步就是研究OpenJDK，这需要一些c的知识，但这个时候恰恰可以很好的理解AQS等核心内容，到这个时候，语言已经不是问题。
作者：watchmen
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关于IO会涉及到阻塞、非阻塞、多路复用、同步、异步、BIO、NIO、AIO等几个知识点。知识点虽然不难但平常经常容易搞混，特此Mark下，与君共勉。

阻塞IO情况下，当用户调用 read 后，用户线程会被阻塞，等内核数据准备好并且数据从内核缓冲区拷贝到用户态缓存区后 read 才会返回。可以看到是阻塞的两个部分。

非阻塞IO发出read请求后发现数据没准备好，会继续往下执行，此时应用程序会不断轮询polling内核询问数据是否准备好，当数据没有准备好时，内核立即返回EWOULDBLOCK错误。直到数据被拷贝到应用程序缓冲区，read请求才获取到结果。并且你要注意！这里最后一次 read 调用获取数据的过程，是一个同步的过程，是需要等待的过程。这里的同步指的是 内核态的数据拷贝到用户程序的缓存区这个过程 。

非阻塞情况下无可用数据时，应用程序每次轮询内核看数据是否准备好了也耗费CPU，能否不让它轮询，当内核缓冲区数据准备好了，以事件通知当机制告知应用进程数据准备好了呢？应用进程在没有收到数据准备好的事件通知信号时可以忙写其他的工作。此时 IO多路复用 就派上用场了。

IO多路复用中文比较让人头大，IO多路复用的原文叫 I/O multiplexing，这里的 multiplexing 指的其实是在单个线程通过记录跟踪每一个Sock(I/O流)的状态来同时管理多个I/O流 发明它的目的是尽量多的提高服务器的吞吐能力。实现一个线程监控多个IO请求，哪个IO有请求就把数据从内核拷贝到进程缓冲区，拷贝期间是阻塞的！现在已经可以通过采用mmap地址映射的方法，达到内存共享效果，避免真复制，提高效率。

像 select、poll、epoll 都是I/O多路复用的具体的实现。

select是第一版IO复用，提出后暴漏了很多问题。

poll 修复了 select 的很多问题。

但是poll仍然不是线程安全的， 这就意味着不管服务器有多强悍，你也只能在一个线程里面处理一组 I/O 流。你当然可以拿多进程来配合了，不过然后你就有了多进程的各种问题。

epoll 可以说是 I/O 多路复用最新的一个实现，epoll 修复了poll 和select绝大部分问题， 比如：

横轴 Dead connections 是链接数的意思，叫这个名字只是它的测试工具叫deadcon。纵轴是每秒处理请求的数量，可看到epoll每秒处理请求的数量基本不会随着链接变多而下降的。poll 和/dev/poll 就很惨了。但 epoll 有个致命的缺点是只有 linux 支持。

比如平常Nginx为何可以支持4W的QPS是因为它会使用目标平台上面最高效的I/O多路复用模型。

然后你会发现上面的提到过的 *** 作都不是真正的异步，因为两个阶段总要等待会儿！而真正的异步 I/O 是内核数据准备好和数据从内核态拷贝到用户态这两个过程都不用等待。

很庆幸，Linux给我们准备了 aio_read 跟 aio_write 函数实现真实的异步，当用户发起aio_read请求后就会自动返回。内核会自动将数据从内核缓冲区拷贝到用户进程空间，应用进程啥都不用管。

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同步跟异步的区别在于 数据从内核空间拷贝到用户空间是否由用户线程完成 ，这里又分为同步阻塞跟同步非阻塞两种。

我们以同步非阻塞为例，如下可看到，在将数据从内核拷贝到用户空间这一过程，是由用户线程阻塞完成的。

可发现，用户在调用之后会立即返回，由内核完成数据的拷贝工作，并通知用户线程，进行回调。

在Java中，我们使用socket进行网络通信，IO主要有三种模式，主要看 内核支持 哪些。

同步阻塞IO ，每个客户端的Socket连接请求，服务端都会对应有个处理线程与之对应，对于没有分配到处理线程的连接就会被阻塞或者拒绝。相当于是 一个连接一个线程 。

BIO特点 ：

常量：

主类：

服务端监听线程：

服务端处理线程：

客户端：

同步非阻塞IO之NIO ：服务器端保存一个Socket连接列表，然后对这个列表进行轮询，如果发现某个Socket端口上有数据可读时说明读就绪，则调用该socket连接的相应读 *** 作。如果发现某个 Socket端口上有数据可写时说明写就绪，则调用该socket连接的相应写 *** 作。如果某个端口的Socket连接已经中断，则调用相应的析构方法关闭该端口。这样能充分利用服务器资源，效率得到了很大提高，在进行IO *** 作请求时候再用个线程去处理，是 一个请求一个线程 。Java中使用Selector、Channel、Buffer来实现上述效果。

每个线程中包含一个 Selector 对象，它相当于一个通道管理器，可以实现在一个线程中处理多个通道的目的，减少线程的创建数量。远程连接对应一个channel，数据的读写通过buffer均在同一个 channel 中完成，并且数据的读写是非阻塞的。通道创建后需要注册在 selector 中，同时需要为该通道注册感兴趣事件（客户端连接服务端事件、服务端接收客户端连接事件、读事件、写事件）， selector 线程需要采用 轮训 的方式调用 selector 的 select 函数，直到所有注册通道中有兴趣的事件发生，则返回，否则一直阻塞。而后循环处理所有就绪的感兴趣事件。以上步骤解决BIO的两个瓶颈：

下面对以下三个概念做一个简单介绍，Java NIO由以下三个核心部分组成：

channel和buffer有好几种类型。下面是Java NIO中的一些主要channel的实现：

正如你所看到的，这些通道涵盖了UDP和TCP网络IO，以及文件IO。以下是Java NIO里关键的buffer实现：

在微服务阶段，一个请求可能涉及到多个不同服务之间的跨服务器调用，如果你想实现高性能的PRC框架来进行数据传输，那就可以基于Java NIO做个支持长连接、自定义协议、高并发的框架，比如Netty。Netty本身就是一个基于NIO的网络框架， 封装了Java NIO那些复杂的底层细节，给你提供简单好用的抽象概念来编程。比如Dubbo底层就是用的Netty。

AIO是异步非阻塞IO，相比NIO更进一步，进程读取数据时只负责发送跟接收指令，数据的准备工作完全由 *** 作系统来处理。

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原文：阻塞、非阻塞、多路复用、同步、异步、BIO、NIO、AIO 一锅端

1、语法：必须比较熟悉，在写代码的时候，IDE(Integrated Development Environment，集成开发环境)的编辑器对某一行报错应该能够根据报错信息知道是什么样的语法错误，并且知道任何修正。
2、命令：必须熟悉JDK(Java Development Kit，Java开发工具箱——JDK 是整个Java的核心，包括了Java运行环境，Java工具和Java基础的类库。JDK是学好Java的第一步。)带的一些常用命令及其常用选项，命令至少需要熟悉：appletviewer、HtmlConverter、jar、 java、javac、javadoc、javap、javaw、native2ascii、serialver，如果这些命令你没有全部使用过，那么你对java实际上还很不了解。
3、工具：必须至少熟练使用一种IDE的开发工具，例如Eclipse、Netbeans、JBuilder、Jdeveloper、IDEA、JCreator或者Workshop，包括进行工程管理、常用选项的设置、插件的安装配置以及进行调试。
4、API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）：Java的核心API是非常庞大的，但是有一些内容笔者认为是必须熟悉的，否则不可能熟练的运用Java，包括：
◆javalang包下的80%以上的类的功能的灵活运用。
◆javautil包下的80%以上的类的灵活运用，特别是集合类体系、规则表达式、zip、以及时间、随机数、属性、资源和Timer
◆javaio包下的60%以上的类的使用，理解IO体系的基于管道模型的设计思路以及常用IO类的特性和使用场合。
◆javamath包下的100%的内容。
◆javanet包下的60%以上的内容，对各个类的功能比较熟悉。
◆javatext包下的60%以上的内容，特别是各种格式化类。
◆熟练运用JDBC 80%、javasecurity包下40%以上的内容，如果对于安全没有接触的话根本就不可能掌握java
◆AWT的基本内容，包括各种组件事件、监听器、布局管理器、常用组件、打印。
◆Swing的基本内容，和AWT的要求类似。
◆XML处理，熟悉SAX、DOM以及JDOM的优缺点并且能够使用其中的一种完成XML的解析及内容处理。
5、测试：Junit测试是程序员测试，即所谓白盒测试。一位合格的Java开发工程师必须熟悉使用junit编写测试用例完成代码的自动测试。
6、管理：必须熟悉使用Ant（中文译为蚂蚁，是一种基于Java的build工具。）完成工程管理的常用任务，例如工程编译、生成javadoc、生成jar、版本控制、自动测试。
7、排错：应该可以根据异常信息比较快速的定位问题的原因和大致位置。
8、思想：必须掌握OOP（Object Oriented Programming，面向对象编程）的主要要求，这样使用Java开发的系统才能是真正的Java系统。
9、规范：编写的代码必须符合流行的编码规范，例如类名首字母大写，成员和方法名首字母小写，方法名的第一个单词一般是动词，包名全部小写等，这样程序的可读性才比较好。
10、博学：掌握J2EE 、Oracle 、WebLogic、Jboss、Spring、Struts、Hibernate 等流行技术，掌握软件架构设计思想、搜索引擎优化、缓存系统设计、网站负载均衡、系统性能调优等实用技术。

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