楼主: wu1284
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[学科前沿] Java开发者必知的21个核心技能 [推广有奖]

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wu1284 发表于 2025-11-14 07:45:08 |AI写论文

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JVM相关

对于初次接触Java的学者,JVM相关的知识未必需要深入了解,对这些概念有一个基本的理解就足够了。

然而,对于拥有超过3年Java经验的专业开发者来说,不了解JVM几乎是不可接受的。作为Java运行的基础平台,很难想象一个完全不懂JVM的人能够全面掌握Java语言。在我面试具有3年以上Java经验的候选人时,几乎总是会问到有关JVM的问题。

当然,JVM并不是决定技术能力高低的唯一因素,但可以有效反映候选人的Java开发水平。在这一领域中,我认为必须掌握的知识点包括:

  • JVM内存模型与结构
  • 垃圾收集原理及性能优化
  • 线程转储分析与内存结构解析
  • 类的二进制字节码格式、类加载机制、类加载过程和实例创建流程
  • 方法执行流程
  • Java各主要版本的新特性(需简要了解)

Java运行原理

这看起来可能非常基础,谁不会运行Java程序呢?但很多时候,我们仅仅通过集成开发环境来运行Java程序,并不清楚IDE背后是如何执行的。这一基本知识点是所有Java开发者都应掌握的内容之一,首先是教大家如何在命令行中运行Java程序,然而很多人一旦习惯了使用IDE就忘记了这一点。

为什么强调这点呢?了解了Java最原始的启动方式后,在遇到启动问题时,就能分析启动目录、执行命令及其参数等信息,这对于解决实际开发中的各种可能与环境相关的问题非常有帮助。在此领域需掌握的知识点包括:

  • 使用javac编译器将Java文件编译为字节码文件
  • java命令的运用及如何在命令行启动带包名的Java类
  • 涉及路径的概念(如classpath、java.library.path、Java主目录等)

数据类型

这部分内容并不复杂,主要是掌握Java中的基本类型和对象类型的使用。可以进一步了解JDK如何自动处理类型转换的细节,包括装箱拆箱操作,并注意避免因装箱导致的类型相等问题。

  • 基础类型:int、long、float、double、boolean等
  • 对应的包装类型:Integer等基本类型的封装类及其相互间的转换规则
  • Object类的方法:equals()和hashCode()
  • String对象的特点及使用注意事项

对象与实例

在此方面,开发者需要理解class和instance的概念以及它们之间的差异,这是Java面向对象编程的基础。

  • Class与Instance的定义及其不同点
  • 创建实例的过程:
    • 无继承:分配内存、初始化变量、调用构造函数
    • 有继承:处理静态成员、分配内存、初始化变量为默认值、从基类到子类依次执行初始化操作及构造方法
  • 注意点:
    • 静态成员的初始化顺序是从基类到子类
    • 无参数构造函数的相关特性

访问控制修饰符

这是Java封装特性的基础,需要掌握public、protected、default和private关键字对类、方法和字段的修饰作用。

流程控制结构

虽然某些语法不常使用,但理解和在适当情况下运用if、switch、loop(for、while等)这些基本的Java流程控制语句是非常必要的。

面向对象编程基础

这是Java的核心概念之一,任何Java开发者都应熟练掌握。很多Java特性或知识点都与面向对象编程有关。在我看来,一个优秀的开发者不仅要了解这些特性的具体内容,还应该理解它们在面向对象编程中的体现方式,这有助于更好地掌握Java语言以及其他的面向对象编程语言。

以下是一些关键概念的简要列举:

  • 面向对象三大特性:封装、继承和多态
  • 各自的定义及应用场景
  • 静态多重分派与动态单重分派的概念
  • 方法重载及其应用
  • 接口的多实现与类的单一继承
  • 抽象概念、抽象类和接口的区别
  • 多态:方法覆盖及其实现方式
  • 接口回调机制

static关键字

静态属性在日常开发中频繁使用,需掌握与static关键字相关的用法及其与其他关键字(如abstract、final等)的组合运用。

  • 定义和使用静态属性及类加载时的初始化过程
  • 定义和调用静态方法
  • 定义并实例化静态内部类
  • 静态代码块的定义及其执行时机

其他基础知识

这里列举了一些零散而未系统分类的Java知识点,尽管如此,在日常开发中仍频繁使用。目前暂归纳了以下内容:

  • equals()方法
  • hashCode()方法
  • String和StringBuffer类的特性与区别
  • final关键字的作用及应用场景

finally

finalize

10. 集合框架

这是个需要深入学习的部分,做Java开发几乎都要用到集合框架,这非常重要。这里列出的Java集合面试题及答案你都必须清楚。

不过这部分的知识点不算复杂,但对于集合内部实现的理解最好要掌握,因为这有助于你在不同场景中选择合适的框架来解决问题,例如有1万个元素的集合,经常需要执行contains判断操作,了解集合的特点或内部机制就能轻易作出正确的决策。

这里包含如下内容(不包括并发相关的内容):

  • 集合框架体系:基础Collection ,Map
  • 具体集合实现的内容,List 、Set 、Map 的具体实现、内部结构、特殊方法及适用场景等
  • 集合相关的工具类 Collections 等的使用

11. 异常框架

异常在Java开发中可能没有得到足够的重视,但最佳实践已经详细说明了处理方法。

通常遇到异常直接抛出或随便catch一下对程序整体运行影响不大。但在企业级设计开发中,异常的设计与处理的好坏直接影响系统的稳健性。

一个好系统在开发者看来应统一处理异常,避免异常处理逻辑分散;对系统而言,异常应该是可控制且易于维护的,某些异常出现后应有应对策略,了解如何运维处理。因此虽然异常框架看似简单,但对于整个企业级应用开发来说非常重要,需要理解Java中的异常体系。

这部分需掌握的知识点不多,主要是:

  • 异常体系:Throwable、Exception、RuntimeException、Error等的区别及其具体处理方法

12. Java IO

Java中的IO不仅仅是文件读写那么简单,还包括了socket网络的读写等各种输入输出操作。例如标准HTTP请求中POST内容的读取也是一个输出过程等等。

对于IO,Java不仅提供了基本Input、Output相关的API,还提供了一些简化操作的Reader、Writer等API,在涉及大量IO操作的项目中尤为重要,日常开发也会用到(如日志、临时文件的读写)。

其中的知识点主要包括:

  • 基础IO体系包括InputStream 、OutputStream、 Reader/Writer 文件读取、各种流的读取等,NIO的概念及其具体使用方式和应用场景

13. 多线程

多线程是Java中普遍认为较难掌握的一部分。

合理利用多线程可以有效提高CPU利用率,提升系统整体性能,尤其是在有大量IO操作阻塞的情况下;这里整理的Java多线程面试题及答案你必须了解清楚。

但多线程也是一把双刃剑,如果使用不当不仅可能没有效率提升,甚至会带来调试问题。在多线程中内容很多,这里只是简要说明了初步学习需要掌握的知识点,未来有机会将详细介绍一些高级特性的应用场景。

  • 多线程的实现与启动
  • Callable 与 Runnable 的区别
  • synchronized、ReentrantLock的特点及对比
  • 线程池、Future异步获取执行结果、concurrent包和锁等

14. 网络

Java中提供了直接操作TCP协议和UDP协议的API。

在需要强调网络性能的情况下,可以直接使用TCP/UDP进行通信。查看Tomcat等源码时可以发现这些相关API的应用情况。

不过通常较少直接使用TCP,而是选择MINA、Netty这样的框架来处理这类开发,因为这方面的工作涉及不多,所以不再详细列举了。

15. 时间日期处理

几乎每个应用都绕不开时间日期的处理,但JDK8之前的时间相关API使用并不友好。

那时可以选择使用Joda等框架。到了JDK8发布后,新的时间API整合了其他框架的优点,可以直接很好地使用。

对于Java开发者来说,需要熟练掌握API以进行时间和日期的相关操作。

16. XML解析/JSON解析

尽管这两部分内容不属于J2SE范畴,但在日常开发中与其他程序或配置文件交互时越来越离不开这两种格式的解析。

对于开发者而言,了解XML和JSON的一些基本解析原理及方法有助于在具体场景下更好地选择合适的方式提高程序效率与稳健性。

  • XML:需要掌握DOM解析和SAX解析的基本原理及其适用场景
  • JSON:需要熟悉常用JSON框架(如Jackson、FastJson、Gson等)的使用方法

17. Maven 使用

Maven虽然不是Java的一部分,但它是革命性的,给Java开发带来了极大的便利,这30个Maven命令你必须熟悉。

从依赖的引入和管理,开发流程的更新和发布产出,乃至版本的升级,使用Maven可以显著简化开发过程中的复杂度,从而节省大量时间。

可以说,Maven已经成为Java开发者的标准配置。所以我把Maven也作为一个Java开发者必备的基础知识点。

18. 泛型

这是从JDK5开始引入的新概念,实际上是一个语法糖。

在编写Java代码时会有些许便利,一般的应用或业务开发,只需简单使用即可,不一定会用到定义泛型这样的操作。

但在开发一些基础公共组件时会使用到,在需要的时候再详细了解这个部分即可。通常情况下,只要能简单使用就足够了。

19. 注解

这也是从JDK5之后引入的,元注解你必须了解。

Spring是一个优秀的框架,最初以XML作为标准配置文件。

但到了Spring3之后,尤其是Spring-Boot兴起后,越来越提倡使用标注来简化XML配置文件。对于开发者来说,可以节省不少XML配置的时间。

然而劣势在于标注分散在各个类中,不像XML那样能对所有配置有一个全局的理解和管理,因此还没有完全取代所有的XML。

对于一般开发者,能够使用标注即可,一些公共组件的开发者可能需要了解标注的定义和实现,在具体需要时再深入研究。

20. RMI

Remote Method Invocation(远程方法调用),是Java特有的远程调用接口,使用较为简单方便。点击这里了解RMI与RPC的区别详情。

但在跨语言的情况下,需要使用Webservice等其他方式来支持。

通常情况下,程序不需要使用RMI,但可以在特定情境下使用。我曾在某个项目中,使用RMI进行程序的远程启动和停止控制。

21. JNI

Java Native Interface(Java本地接口),允许在Java中调用本地方法,通常用于C/C++代码的调用。

需要注意的是,在Java中加载so/dll文件的路径问题。虽然本身调用接口并不复杂,但经常需要花费较多时间来确保所需的本地库已正确加载。

以上只是简要介绍了我对这些Java基本知识点和技术点的一些看法和介绍。

这些内容都源于我多年使用Java的经验总结。这当中还有一些不够完善的地方,会通过后续的文章逐步补充。

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