宇宙湾

关于本文

　虽然接触 Java 已经 8 年之久，可惜学习之初的笔记文档没能很好地保存下来。本文是近几年工作学习中遇到的一些零散的知识点，包括了 基础概念、实用的编程技巧、代码可读性、设计模式、性能优化（工具 & 编码）、测试相关、JVM 相关、常用的工具和常见问题。本着好记性不如烂笔头的初衷，在不断地踩坑和爬坑的过程中，慢慢地记录成文。期待着本文能起到抛砖引玉的作用，以看到大家的真知灼见。

基础知识

注解

GuardedBy

　@GuardedBy 注解可以作用于某一个属性或者方法，约定在访问这些被注解标记的资源时，能被同步代码块保护着。简单的使用案例如下：

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@GuardedBy("obj")
private ConcurrentMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
private final Object obj = new Object();

public void put(String k, String v) {
    synchronized (obj) {
        map.put(k, v);
    }
}

/**
 * If you use `error prone` tool to check this, this annotation should be `@SuppressWarnings("GuardedBy")`
 * {@see https://errorprone.info/bugpattern/GuardedBy}
 * {@see https://github.com/apache/druid/pull/6868#discussion_r249639199}
 */
@SuppressWarnings("FieldAccessNotGuarded")
public void remove(String k) {
    map.remove(k);
}

@Override
public String toString() {
    synchronized (obj) {
        return "GuardedByExample{" +
                "map=" + map +
                '}';
    }
}

Tips: Code Example from Apache Druid；另外，error-prone 工具支持对多种版本的 @GuardedBy 进行检查

什么是 JVM?

　A Java Virtual Machine（JVM）is an abstract computing machine that enables a computer to run a Java program.

为什么要有 JVM?

跨平台性

　JVM 的存在，使得 Java 程序 能够轻易地在多平台上移植，基本上脱离了对硬件的依赖性（这也满足了 David Parnas 的 “信息隐藏” 准则）

多语言性

　因为底层 JIT 编译优化、高效 GC、JUC 对多线程并发编程的支持，以及社区中海量成熟的库 等优点，使得很多语言都开发出可运行在 JVM 上的版本

　同时，多语言混合编程成为一种趋势，在需要快速开发、灵活部署 和 针对特定问题的 DSL 等场景下，选择恰当的 JVM-hosted language，可以最大化原有代码的价值

　那么，在日常的开发过程中，究竟应该如何运用 JVM 的知识，来逐步提高实际编程水平呢？ 上下而求索后，找到了以下几个层面作为出发点

大数据生态圈中，保证一致性的方式举不胜举

• Hadoop 用 ZooKeeper（Zab，即支持事务顺序的 Paxos）
• ElasticSearch 用 Hash 路由算法（而非一致性 Hash）
• Cassandra 用 Gossip 闲话算法
• Redis 用 Raft 选举算法

他们各有什么区别，为什么会如此选型？

Paxos 选举算法

　Paxos 是最先解决拜占庭将军问题的算法，利用过半选举的机制，保证了集群数据副本的一致性（微服务中服务注册与发现的场景，其实已经不再适用了）

Raft 选举算法

　Redis 使用 Raft 实现了自己的分布式一致性。Raft 本身和 Paxos 并没有场景上的区别。更多的是，协议上的简化、Term 概念的强化、Log 只会从 Leader 到 Follower 单向同步，使得实现起来会很方便

Zab 原子广播协议

　Hadoop 偏向于离线的海量数据处理，利用 ZooKeeper 来保证数据副本的一致性，是最为合适的

Hash 路由算法

　ElasticSearch 集群接收到为文档创建索引的请求时，需要选择在哪一个 shard（完整且独立的 Lucene 索引实例）上对文档进行索引。ElasticSearch 采用的是 djb2 哈希算法（俗称 times33），对要索引文档默认或指定的 key 进行哈希 hash(key)，然后再对 ElasticSearch 集群中 shard 的数量 n 进行取模，即 $hash(key) \, mod \, n$

一致性 Hash

　用于对数据存储进行负载均衡的算法。最新的进展，是在去年 Google 发表的一篇 有界负载的一致性 Hash 算法的论文。该算法保证了负载均衡一致性和稳定性的同时，在均匀性方面做出了实质性地改进。同时，Consistent Hashing with Bounded Loads 算法 也在 HaProxy 开源项目中得以应用，有效减少了其 8 倍的缓存带宽

Gossip 闲话算法

　Gossip 主要被 Cassandra 用于实现其分布式一致性。因为 Cassandra 框架，更看重 去中心化 和 容错 的特性，在不违背 CAP 定理的情况下，能够接受 最终一致性

Netty 是什么？

Netty™ is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.

基本概念

Channel

　代表一个到实体（硬件设备、文件、网络 Socket 等）的开放连接，如读操作或写操作

Callback

　代表一个在处理完某个事件之后，被调用的方法

Future

　代表一个异步操作结果的占位符

Event

　代表一个可能会触发相应动作的事件连接被激活、用户事件等

ChannelHandler

　代表一个响应特定事件而被执行的回调

介绍 Linux 相关的命令、Shell 编程、实用技巧、优化实战和系统架构相关知识。