优秀程序员必备技能之如何高效阅读源码
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2021-01-25 16:16
“我能熟练使用这个框架/软件/技术就行了， 为什么要看源码？”
“平时不用看源码， 看源码太费时间，还容易忘记，工作中出现问题再针对性地阅读，效率更高。”
“为了面试才需要看源码！”
。。。。。。
如果你也有类似的疑问，不妨接着往下看
1、为什么要阅读源码？
1.1 在通用型基础技术中提高技术能力
在 JAVA 领域中包含 JAVA 集合、Java并发(JUC)等， 它们是项目中使用的高频技术，在各种复杂的场景中选用合适的数据结构、线程并发模型，合理控制锁粒度等都能显著提高应用程序的可用性、健壮性，非常容易凸显出自己的技术实力，更容易受到领导的认可，助力职场。
当然通过阅读源码并不是知晓原理的唯一方法，但作为一个名程序员、直面代码，亲自感受代码的魅力或许会显得的更加直接。
1.2 在重点领域打造自己的亮点
我所在公司使用了 Dubbo、RocketMQ，我也有幸参与到这些技术栈的运用与运维，积累了丰富的使用经验，为了突出在这两个领域的优势，我详细阅读了它们的源码，在CSDN和公众号等知识分享平台发布了大量的技术文章，成体系的剖析其实现原理、架构设计理念，理论与实战相结合，让我成为在Dubbo、RocketMQ领域当仁不让的技术专家，团队中的核心骨干。
同时由于文章是成体系的，被出版社相中，邀请出书，《RocketMQ技术内幕》一书应运而生，从而成为我职业技能列表中非常亮眼的名片，形成公认的技术影响力，具备一定的“品牌溢价”能力。
当然， 也可以等到出了问题再看源码，“投入产出比”更高，但这是个被动过程，如果生产环境由于并发不高，那可能一年、两年你都遇不到真正的问题，经验积累非常慢， 工作了4、5年，有可能还比不过工作2、3年的人。
所以如果是你想快速打造亮点的话，还是需要主动阅读源码，成体系掌握其设计理念、实现原理。
1.3 从优秀的源码中学习设计和编码
学习编程的过程其实就是一个模仿的过程， 优秀的源码都是大师级作品，极具营养，可以看到大师们是如何抽象接口的，如何应用SOLID原则的，还有很多非常有用的编程技巧。
例如JUnit是从模式开始构建系统， 其中你可以看到大量的设计模式的应用，这些都是活生生的案例，比干巴巴地看那些设计模式理论，或者简单的例子不知道好到哪里去了。
2、如何阅读源码
我根据多年的阅读经验，整理了这么一套方法：
了解这款软件的使用场景、以及架构设计中将承担的责任。
寻找官方文档，从整体上把握这款软件的设计理念。
搭建自己的开发调试环境，运行官方提供Demo示例，为后续深入研究打下基础。
先主干流程再分支流程，注意切割，逐个击破。
接下来分享一下我在阅读 RocketMQ 源码时的一些经历，尽量让上述理论具有画面感。
2.1 了解 RocketMQ的应用场景
MQ的使用场景是比较清晰的，它的两大基本职责是解耦与削峰填谷。
举一个最简单的场景：新用户注册送积分、送优惠券场景，其原始架构设计通常如下：
可以看出用户注册和发优惠券，送积分是紧耦合的， 随着业务不断发展，活动部门提出在春节期间用户注册不送积分，发优惠券，而是赠送一个新春礼包，如果基于上述架构的话，需要去改动用户注册的主流程，违背了设计模式中的对修改关闭、对扩展开放的设计理念。
MQ的出现，可以很好地解决上面的问题：
通过引入MQ，用户注册主流程只需要完成注册逻辑，并向MQ发送一条消息，然后活动模块（送积分、送优惠券、送礼包）只需要订阅MQ中的消息，进行对应的处理。
这样消息注册主流程会非常的简单，不管活动种类如何变化，注册流程无需更改，这样就实现了解耦。
2.2 通读官方文档，从全局把握其设计理念
了解使用场景以后，接下我们可以去查阅官方文档，主要包括用户设计文档（架构设计），用户使用手册等，从全局了解其设计理念。
通过通读官方文档，不仅可以得出MQ的整体脉络（例如NameServer路由发现、消息发送、消息存储、消息消费、消息过滤），也能对顺序消费，零拷贝、同步刷盘、异步刷盘等“高端大气上档次”的高级特性产生兴趣与好奇，驱动我们去阅读其源码，探究其实现细节，使得我们在阅读源码中进行一定的自我思考成为了可能。
2.3 搭建开发调试环境
不同的系统搭建方式也不同，我这里有一篇手把手教你安装RocketMQ与IDEA Debug环境搭建。
2.4 先主干，再分支
在搭建好本地开发环境后，切忌直接用Debug去跟踪消息发送的整体流程，因为这个流程实在是太长了，从比较粗粒度来看其流程如下图所示：
如果大家想一次性将上述流程的源码全部看一遍，几乎是不可能的。 因为消息发送高可用设计、消息存储、刷盘、同步等机制，每个点详细展开的工作都是海量的，我们没有这么多连续的时间，所以适当的拆分非常有必要。
经过这样一分解，就能专注理解其某一块的设计原理，所需要的连续时间也能大大减少，一口一口“吃”，最终完成整个体系的理解。
这还带来了一个额外的好处：分批次输出多篇文章，提高了文章产出，提高了成就感。
3、阅读源码很容易放弃，怎么办？
阅读源码是枯燥的，一个人孤军奋战很容易放弃，尤其是遇到问题的时候， 如何才能坚持下去，把它读完呢？
我的答案是坚持，但允许短暂的修整、停留，然后反复发起冲刺，拼抢，直到攻克这个“山头”。
因为一旦放弃就将前功尽弃，一旦突破，自身能力能得到一个质的飞跃。
我在阅读Netty源码时就遇到了难题，当时刚刚写完Netty的内存泄露检测，准备开始研究内存分配机制， 这一块儿非常抽象，涉及的数据结构复杂，需要掌握二叉树与数组之间如何映射、牵扯到大量的位运算等等，让我在探究其原理时寸步难行，怎么办呢？放弃？
当一周、两周都无法取得突破时，人很容易想到：这样持续投入时间，又没有回报， 是不是在浪费时间？
其实我想过放弃，但转念一想：放弃后，我会做什么呢？玩游戏？看电视？
既然是玩游戏、看电视，不更是浪费时间吗？想清楚这一层后，继续攻关，继续突破就成了唯一的选择。
当然，遇到难题了，偶尔放松一两天，重新调整状态也是非常必要的。短暂的休整可以让我们变得不那么焦躁，有利于我们重新整理思路，重新发起冲刺。
当时遇到难题时，采取哪些措施有利于我们攻克难题呢？
1、向“度娘”求救
在阅读源码时可以将看不懂的代码直接COPY一小段到百度上去搜索，可能会有大牛已经对这些代码做过解读，能起到指点作用。
当时经过我的搜索，发现Netty的内存分配算法并不是首创，而是对 jemalloc 算法的实现，通过查阅相关的技术文档，可以从整体上理解Netty的内存分配算法。
2、Debug
Netty追求极致的性能，采用了大量的位运算，由于平时工作中很少会使用位运算，看起来比较吃力，为了弥补这方面的不足，使用DEBUG模式，结合运行时数据，去理解位运算，更容易开窍。
经过上面的努力，花了10天时间，Netty的内存分配机制慢慢被我解开，经过分解，我写了一系列文章来描述Netty内存分配：
迈过了这道坎，后面的源码阅读效率变得非常高效。
通过攻克一个个难题，最终从量变引发质变，逐渐形成一条自己的源码阅读理论，后续的源码分析RocketMQ、Dubbo、ElasticJob、Sentinel、Kafka等专栏就变得非常简单了。
4、源码阅读的三层境界
4.1 初级：记流水账
我初期的源码阅读文章基本上是记流水账，例如对源码一样一行加注释，只关注底层实现细节，但并未形成更高层次认知，对其设计理念没有提炼与深度领悟。
4.2 中级：能提问、思考、提炼
随着技术类文章的持续分享， 我认识了很多大牛，发现和他们交流的时候，发现他们一开始并不会说细节，而是讲设计理念。
这就要求我们在阅读源码的时候多思考，并反问自己如果自己实现的话该如何着手，如何设计，带着疑问去研究源码。通过对比，思考，会对其背后的理念有了更深刻的理解。
4.3 高级：思考、质疑、验证
不管是哪个开源框架，都会存在BUG或者实现并不合理的地方，如果大家在阅读源码的时候能够深入思考， 合理质疑，并能通过验证证明自己的观点，然后与官方取得联系，交流，共同促进社区的发展，说明我们的能力、思考得到了极大的提升。
思考与质疑是源码阅读的一个升华，比如我在看Sentinel 熔断时对其提出的质疑。
一个“用户信息查找”服务，被部署到了三个机器上。
其中192.168.1.3这个机器有一段时间负载过高，响应时间过长，发往它的请求有30%都失败了。
而30%恰恰是Sentinel设置的熔断错误率， 于是Sentinel认为整个“用户信息查找”服务不可用了，熔断了。
这明显是不合理的，因为192.168.1.4和192.168.1.5这两个机器还活着呢！
本质上这是因为熔断错误率被定义到了服务级别 ：服务 -> 熔断错误率
在对这个问题进行思考的时候，我认为在配置熔断规则的时候，需要细化，应该把熔断错误率定义到资源组级别：[服务 , 机器] -> 熔断错误率
这样，当一个机器上的服务提供者被熔断后，不影响其他机器，保证了真正的高可用。
通过与官方联系，我这个想法得到了其作者的肯定，反向促进了社区的发展。
·················END·················这篇文章来自于我的好基友的公众号 「中间件兴趣圈」，由《RocketMQ技术内幕》作者，RocketMQ社区优秀布道师维护，主打成体系分享JAVA主流中间件，打造完备的互联网架构体系，目前涵盖Java并发、微服务、消息、调度、数据异构等领域，未来继续关注监控、在线诊断等领域。
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