Java开发者必备技能：掌握Java基础与JDK常用类提升职场竞争力

最近，有不少朋友来找我聊天。他们作为 java 开发者，想知道到底需要掌握哪些技能，才能在这个行业中生存下去，不至于找不到工作。

可怜的 Java 开发者，你需要学习的东西非常多。不过，你不必感到恐慌。因为很多知识可以在你找到一份工作之后，一边工作一边学习。

我之前分享过（快速版）：手把手教：如何准备面试！

我之前画过很多思维导图：

很多人都成为了收藏家，他们打开图并一点点地查看。他们感觉这种方式没有文档形式那么直接。

本文是《Java必备知识篇（上）》，咱们开始正题。

Java基础

生存必备技能，每天都要与之打交道，来吧，看看有些什么东东。

以上的内容大致就是 Java 的基础部分。如果掌握了这些，就意味着你对 Java 有了一定的了解。但距离实际的开发工作，还存在着相当大的距离。

JDK常用类

在 Java 的开发工具包 JDK 里，存在着诸多经常被使用的类。这些类具备丰富的功能以及工具，能够在 Java 编程过程中用来处理各种各样的任务。以下是一些在 JDK 中较为常用的类以及它们所具备的功能：

java.lang 包包含用于处理字符串的类 String。Integer、Double、Float 等是包装类，用于基本数据类型和对象之间的转换。Math 类提供数学函数。Object 是所有类的基类。System 提供与系统交互的方法。java.util 包包含 ArrayList 和 LinkedList，它们是用于存储和操作集合元素的类；还包含 HashMap、LinkedHashMap 和 TreeMap，它们是用于存储键值对的类；同时包含 Date 和 Calendar，用于处理日期和时间；另外还有 Scanner，用于从控制台或文件中读取输入。Arrays 包含多种数组操作方法。java.io 包中的 File、FileInputStream、FileOutputStream 可用于文件操作。BufferedReader 和 PrintWriter 能帮助读取和写入数据。java.net 包包含 URL 和 URLConnection，它们可用于创建和打开 URL 连接。同时还有 Socket 和 ServerSocket，用于网络通信。java.nio 包提供了新的 I/O 类，能够支持非阻塞 I/O。java.util.concurrent 包提供了并发编程的工具和框架。java.security 包提供了加密、数字签名等与安全相关的类和工具。

这些类在 JDK 中较为常用，包含了基本数据类型方面的功能，还包含了集合框架方面的功能，同时包含了输入输出方面的功能，也包含了网络编程方面的功能，以及并发编程方面的功能，还有数据库连接方面的功能。

有些类或许不是你经常使用的，这没关系。你可以花费一些时间去适当了解一下。因为现在的人工智能非常强大，只要你懂得如何提问，基本上都能给你答案。此外，在网上关于这些常用类的使用有很多文章。

数据结构与算法

数据结构与算法在计算机科学里属于核心概念，对编写高效且可维护的代码有着至关重要的作用。以下这些是数据结构与算法中常见的内容：

- 队列（Queue）是先进先出（FIFO）的数据结构，包含普通队列、双端队列和优先队列。哈希表：依据键（key）能够直接对数据进行访问的数据结构。递归与回溯：是用于解决复杂问题的重要技术。动态规划与贪心算法是解决最优化问题的常用方法。图论算法包含如最短路径算法、最小生成树算法等。字符串算法有字符串匹配、编辑距离、KMP 算法等。位运算可用于处理位级别的操作，像位与、位或、位移等。数学算法能求解最大公约数、快速幂运算等数学问题。其他重要概念：时间复杂度与空间复杂度，它们是评估算法效率的重要指标。算法设计原则包含分治策略、贪心算法、动态规划等。数据结构与算法的应用：在实际问题里，像优化算法，以及解决实际工程应用问题等方面。

掌握数据结构与算法能够编写出高效且可维护的代码，还能解决各类复杂问题。在软件开发期间，理解并应用好数据结构与算法，既可以提高我们的编码能力，又能提升解决实际问题的效率。

对于我们普通的 Java 开发而言，不需要全部去掌握。我个人认为，我们需要掌握的有数组、链表、哈希、集合、树这些。对于其他几个的特性，你需要知晓。在算法方面，我们只需有所了解，能够深入理解当然更好，如果没有时间也没关系，重点掌握冒泡、快排、二分这几种，其他的了解一下就可以了。

我以上是根据工作中的实际使用情况而言的。有的是为了面试，在这种情况下，就应该学习得越多越好。

举几个例子：

计算机网络

Java 程序员了解计算机网络知识，能够帮助他们更好地优化程序的性能。

以下是 Java 程序员需要掌握的一些计算机网络知识：

了解计算机网络的基本概念，其中包含 OSI 模型、TCP/IP 协议栈、IP 地址、子网、MAC 地址等。知晓 HTTP 协议，涵盖请求方法、状态码、头部信息等方面，同时要了解 RESTful API 的设计理念。了解常用的网络编程框架，例如 Netty，以用于构建具有高性能的网络应用。代理和负载均衡：需了解代理服务器以及负载均衡的概念，同时要清楚如何通过它们来优化网络通信性能。掌握网络性能调优的方法，其中包含减少网络延迟以及调整 TCP 参数等技术。熟悉网络诊断工具的使用，像 Wireshark、Ping、Traceroute 这些工具，可用于对网络问题进行分析。网络安全：要了解常见的网络安全攻击类型，像 DDos 攻击、SQL 注入等，并且清楚如何对这些攻击进行防范。

掌握这些计算机网络知识，能够让 Java 程序员更全面地去理解网络应用程序的开发以及运行机制，对提升他们在网络编程方面的能力和水平有帮助。

Linux

Java 程序员需要熟悉 Linux 系统，这是很重要的。因为多数的服务器和开发环境是以 Linux 为基础的。

但是，对于普通开发来说，没必要把所有的 Linux 命名都牢牢记住，只需掌握一部分就能够应对工作啦。

以下是一些常见的 Linux 命令，Java 程序员应当掌握这些命令，以便能够在 Linux 环境里更高效地开展工作。

删除文件或目录，要删除的文件或目录名为 filename。

rm -r 用于删除目录。cp 的作用是复制文件或目录，它可以将源文件复制到目标位置。例如，使用 cp source_file destination 可以将 source_file 复制到 destination 。

mv 可以用来移动文件（source_file）或者目录到指定位置（destination）。

pskill 可以终止一个进程。

kill process_id

chmod：修改文件权限。

chmod permissions filename

chown：修改文件的所有者。

chown owner:group filename

tar：用于压缩和解压文件。

使用 tar 命令创建归档文件。将指定的目录进行压缩。生成的归档文件名为 archive_name.tar.gz 。使用 -cvzf 选项来执行压缩操作。
tar -xvzf archive_name.tar.gz

ssh：建立安全的远程连接。

ssh username@hostname

top：实时显示系统中各个进程资源占用情况。

top

这些 Linux 命令能够协助 Java 程序员在 Linux 环境里更娴熟地开展文件操作工作，能够协助进行进程管理工作，能够协助进行权限管理工作，还能够协助进行系统监控等工作。熟练地掌握这些命令有助于提升我们的工作效率，也有助于提升我们解决问题的能力。

JVM

Java 虚拟机（JVM）是 Java 代码运行的关键所在。它的主要作用是把 Java 字节码转化为机器码，然后在计算机上予以执行。以下是关于 JVM 的一些重要知识点：

类加载器指的是 JVM 用以加载类文件的工具，它能把类的字节码数据加载到内存里，并创建出相应的 Class 对象。类加载器主要分为三种，分别是 Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader 和 Application ClassLoader。类加载机制、双亲委派模式、打破双亲委派模型以及自定义类加载器运行时数据区，我们可以对 JDK 各版本的区别进行适当了解。JVM 将内存划分成不同区域，其中包含方法区、堆、栈、程序计数器和本地方法栈。堆用于存储对象实例，方法区则用来存储类信息、常量池等。垃圾回收是指 JVM 支持的自动内存管理，其中包含垃圾回收机制，用于处理不再使用的对象并释放内存。垃圾回收器的选择和调优对应用程序的性能有着至关重要的作用。JVM 包含即时编译器，此即时编译器能将字节码转换为本地机器码，从而提高程序的执行效率。在 HotSpot JVM 中，包含客户端编译器（C1）和服务器端编译器（C2）。Java 内存模型对多线程并发访问内存的情况进行了规定。它明确了可见性规则，即线程对共享变量的修改何时对其他线程可见。同时也规定了有序性规则，确保线程执行的顺序符合预期。并且还定义了原子性规则，保障对基本数据类型的操作是不可分割的。

- XX:+UseG1GC 是启用 G1 垃圾回收器的设置。启用 CMS 垃圾回收器，即 -XX:+UseConcMarkSweepGC；启用并行垃圾回收器，即 -XX:+UseParallelGC；设置永久代最大大小，为 -XX:MaxPermSize；设置永久代初始大小，是 -XX:PermSize。-XX:+PrintGCDetails 能够打印详细的 GC 日志。JVM 提供的性能监控工具有：JConsole、VisualVM、MAT、GChisto、Arthas 等

调整堆大小、垃圾回收策略等参数能够优化应用程序的性能。常见的调优参数如下：调优命令有 jps，它是 Java 进程状态工具，能够列出 Java 进程的 PID；还有 jstat，它是 Java 统计监视工具，用于收集各种与 JVM 运行相关的统计信息。jmap 是一种 Java 内存分析工具，它可以用来生成堆转储快照（heap dump），同时也能查看堆内存的情况。jstack 是 Java 堆栈跟踪工具，能够打印出 Java 进程的 Java 堆栈信息。jcmd 是 Java 控制台监控工具，可用于向 JVM 发送诊断命令请求。jinfo 是 Java 配置信息工具，可用来查看以及调整 JVM 的启动参数与系统属性。jconsole 为 Java 监视和管理控制台，它提供了一个图形用户界面，用于对 JVM 的性能和资源使用情况进行监控。安全管理方面，JVM 具备安全管理器，用以控制应用程序对系统资源的访问权限。安全管理器可以确保程序不会越权访问系统资源。

编译过程也可以适当了解一下

这些是 Java 虚拟机（JVM）的部分核心知识点，对这些概念进行深入理解，能够帮助开发人员编写出高效且稳定的 Java 应用程序。

JVM 对于我们的开发来说，实际上，我们更需要了解我们所写的代码是如何运行的，是如何存储的，又是如何被调用的。

现在的垃圾收集器变得越来越好。硬件的价格也在逐渐降低。这使得很少有情况需要你来进行调优了。

如果是为了面试，那么你需要自己去进行模拟，尝试着去解决 OOM 之类的问题。

开发工具maven

maven 在 Java 开发里是常用的项目管理工具以及构建工具，Java 程序员要掌握如下关键内容，以便能有效地使用 maven：

生命周期和阶段方面：要了解 Maven 构建的生命周期，同时清楚各个构建阶段的目的以及执行顺序。- test：运行单元测试。打包项目可以生成可部署的 artifact。将 artifact 安装到本地 Maven 仓库，就能供其他项目使用。把 artifact 部署到远程 Maven 仓库。要了解多模块项目，需知道如何管理它，定义模块间的依赖关系，以及怎样进行跨模块的构建。理解 Maven 仓库的概念，包含本地仓库与远程仓库。知晓如何配置仓库镜像与代理，以此来提升构建速度。学会处理依赖冲突与进行版本管理，可借助 exclusions、dependencyManagement 等方式来应对依赖关系。发布与部署：明白如何将构建好的 artifact 发布到 Maven 中央仓库或者私有仓库。学会使用 Maven 插件来进行项目的部署与发布。需要集成其他工具，其中包括与 IDE 进行整合：要掌握在常见的集成开发环境像 IntelliJ IDEA、Eclipse 中如何使用 Maven。还要与持续集成工具进行整合：需了解怎样与持续集成工具如 Jenkins 集成，以实现自动化的构建和部署。

掌握上述内容有助于 Java 程序员更高效地对项目进行管理和构建。

Git

Java 程序员务必熟练掌握 Git，这一点极为重要。原因在于 Git 是开发过程中最为常用的版本控制系统之一。以下是 Java 程序员需要掌握的一些 Git 相关内容：

合并是把不同分支的更改合并到一起的行为。branch 可以用来创建新分支。checkout 即切换分支；merge 意为合并分支；rebase 是把一个分支的更改应用到另一个分支；cherry-pick 是选择并应用单个提交。解决冲突方面，要理解冲突是如何产生的，以及怎样去解决代码冲突，可使用合并工具（如 Visual Studio Code、IntelliJ IDEA）来解决冲突。标签管理方面：进行打标签以及标记版本发布的操作。查看标签时：可以查看所有的标签。在远程仓库方面：对远程仓库进行管理。通过 fetch、pull、push 来与远程仓库进行交互。关于撤销操作：reset 用于撤销提交，revert 用于撤销已发布的提交。了解常见的 Git 工作流程，像集中式工作流以及 Gitflow 等，要从中选择适合项目的工作流程。知晓如何与团队展开协作，去处理分支、合并以及冲突等相关问题。借助 Pull Request 来进行代码的审查与合并。Git 工具方面：

掌握这些 Git 内容，能够帮助 Java 程序员更高效地进行版本控制，能够帮助 Java 程序员更高效地进行团队协作，能够帮助 Java 程序员更高效地进行代码管理，能够保证项目的稳定性，能够保证项目的可维护性。

以下列出了一些常见的 Git 命令，还有与这些命令相关的示例。这些命令涵盖了 Git 的基本操作、分支管理以及远程仓库交互等方面。

1. 基本操作

2. 分支管理

3. 远程仓库交互

4. 撤销操作

示例操作

其他工具

MySQL 数据库的客户端有 Navicat，还有 IntelliJ IDEA ，以及 JUnit 和 Jenkins 。

篇幅有一定限制，目前已经达到 8000 多字了。因此，本文仅为大家安排了上篇。