2024年最全Andriod 网络框架 OkHttp 源码解析,最新阿里P7技术体系

总结:绘上一张Kakfa架构思维大纲脑图(xmind)

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其实关于Kafka,能问的问题实在是太多了,扒了几天,最终筛选出44问:基础篇17问、进阶篇15问、高级篇12问,个个直戳痛点,不知道如果你不着急看答案,又能答出几个呢?

若是对Kafka的知识还回忆不起来,不妨先看我手绘的知识总结脑图(xmind不能上传,文章里用的是图片版)进行整体架构的梳理

梳理了知识,刷完了面试,如若你还想进一步的深入学习解读kafka以及源码,那么接下来的这份《手写“kafka”》将会是个不错的选择。

  • Kafka入门

  • 为什么选择Kafka

  • Kafka的安装、管理和配置

  • Kafka的集群

  • 第一个Kafka程序

  • Kafka的生产者

  • Kafka的消费者

  • 深入理解Kafka

  • 可靠的数据传递

  • Spring和Kafka的整合

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  • Kafka实战之削峰填谷

  • 数据管道和流式处理(了解即可)

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throw e;
} finally {
client.dispatcher().finished(this);
}
}

这里我们会用 client 对象(实际也就是上面创建 RealCall 的时候传入的 OkHttpClient)的 dispatcher() 方法来获取一个 Dispatcher 对象,并调用它的 executed() 方法来将当前的 RealCall 加入到一个双端队列中,下面是 executed(RealCall) 方法的定义,这里的 runningSyncCalls 的类型是 Deque<RealCall>

synchronized void executed(RealCall call) {
runningSyncCalls.add(call);
}

让我们回到上面的 execute() 方法,在把 RealCall 加入到双端队列之后,我们又调用了 getResponseWithInterceptorChain() 方法,下面就是该方法的定义。

Response getResponseWithInterceptorChain() throws IOException {
// 添加一系列拦截器,注意添加的顺序
List interceptors = new ArrayList<>();
interceptors.addAll(client.interceptors());
interceptors.add(retryAndFollowUpInterceptor);
// 桥拦截器
interceptors.add(new BridgeInterceptor(client.cookieJar()));
// 缓存拦截器:从缓存中拿数据
interceptors.add(new CacheInterceptor(client.internalCache()));
// 网络连接拦截器:建立网络连接
interceptors.add(new ConnectInterceptor(client));
if (!forWebSocket) {
interceptors.addAll(client.networkInterceptors());
}
// 服务器请求拦截器:向服务器发起请求获取数据
interceptors.add(new CallServerInterceptor(forWebSocket));
// 构建一条责任链
Interceptor.Chain chain = new RealInterceptorChain(interceptors, null, null, null, 0,
originalRequest, this, eventListener, client.connectTimeoutMillis(),
client.readTimeoutMillis(), client.writeTimeoutMillis());
// 处理责任链
return chain.proceed(originalRequest);
}

这里,我们创建了一个列表对象之后把 client 中的拦截器、重连拦截器、桥拦截器、缓存拦截器、网络连接拦截器和服务器请求拦截器等依次加入到列表中。然后,我们用这个列表创建了一个拦截器链。这里使用了责任链设计模式,每当一个拦截器执行完毕之后会调用下一个拦截器或者不调用并返回结果。显然,我们最终拿到的响应就是这个链条执行之后返回的结果。当我们自定义一个拦截器的时候,也会被加入到这个拦截器链条里。

这里我们遇到了很多的新类,比如 RealCallDispatcher 以及责任链等。下文中,我们会对这些类之间的关系以及责任链中的环节做一个分析,而这里我们先对整个请求的流程做一个大致的梳理。下面是这个过程大致的时序图:

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

2.2 分发器 Dispatcher

上面我们提到了 Dispatcher 这个类,它的作用是对请求进行分发。以最开始的示例代码为例,在使用 OkHttp 的时候,我们会创建一个 RealCall 并将其加入到双端队列中。但是请注意这里的双端队列的名称是 runningSyncCalls,也就是说这种请求是同步请求,会在当前的线程中立即被执行。所以,下面的 getResponseWithInterceptorChain() 就是这个同步的执行过程。而当我们执行完毕的时候,又会调用 Dispatcherfinished(RealCall) 方法把该请求从队列中移除。所以,这种同步的请求无法体现分发器的“分发”功能。

除了同步的请求,还有异步类型的请求:当我们拿到了 RealCall 的时候,调用它的 enqueue(Callback responseCallback) 方法并设置一个回调即可。该方法会执行下面这行代码:

client.dispatcher().enqueue(new AsyncCall(responseCallback));

即使用上面的回调创建一个 AsyncCall 并调用 enqueue(AsyncCall)。这里的 AsyncCall 间接继承自 Runnable,是一个可执行的对象,并且会在 Runnablerun() 方法里面调用 AsyncCallexecute() 方法。AsyncCallexecute() 方法与 RealCallexecute() 方法类似,都使用责任链来完成一个网络请求。只是后者可以放在一个异步的线程中进行执行。

当我们调用了 Dispatcherenqueue(AsyncCall) 方法的时候也会将 AsyncCall 加入到一个队列中,并会在请求执行完毕的时候从该队列中移除,只是这里的队列是 runningAsyncCalls 或者 readyAsyncCalls。它们都是一个双端队列,并用来存储异步类型的请求。它们的区别是,runningAsyncCalls 是正在执行的队列,当正在执行的队列达到了限制的时候,就会将其放置到就绪队列 readyAsyncCalls 中:

synchronized void enqueue(AsyncCall call) {
if (runningAsyncCalls.size() < maxRequests && runningCallsForHost(call) < maxRequestsPerHost) {
runningAsyncCalls.add(call);
executorService().execute(call);
} else {
readyAsyncCalls.add(call);
}
}

当把该请求加入到了正在执行的队列之后,我们会立即使用一个线程池来执行该 AsyncCall。这样这个请求的责任链就会在一个线程池当中被异步地执行了。这里的线程池由 executorService() 方法返回:

public synchronized ExecutorService executorService() {
if (executorService == null) {
executorService = new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue(), Util.threadFactory(“OkHttp Dispatcher”, false));
}
return executorService;
}

显然,当线程池不存在的时候会去创建一个线程池。除了上面的这种方式,我们还可以在构建 OkHttpClient 的时候,自定义一个 Dispacher,并在其构造方法中为其指定一个线程池。下面我们类比 OkHttp 的同步请求绘制了一个异步请求的时序图。你可以通过将两个图对比来了解两种实现方式的不同:

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以上就是分发器 Dispacher 的逻辑,看上去并没有那么复杂。并且从上面的分析中,我们可以看出实际请求的执行过程并不是在这里完成的,这里只能决定在哪个线程当中执行请求并把请求用双端队列缓存下来,而实际的请求执行过程是在责任链中完成的。下面我们就来分析一下 OkHttp 里的责任链的执行过程。

2.3 责任链的执行过程

在典型的责任链设计模式里,很多对象由每一个对象对其下级的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递,直到链上的某一个对象决定处理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求,这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织和分配责任。责任链在现实生活中的一种场景就是面试,当某轮面试官觉得你没有资格进入下一轮的时候可以否定你,不然会让下一轮的面试官继续面试。

在 OkHttp 里面,责任链的执行模式与之稍有不同。这里我们主要来分析一下在 OkHttp 里面,责任链是如何执行的,至于每个链条里面的具体逻辑,我们会在随后一一说明。

回到 2.1 的代码,有两个地方需要我们注意:

  1. 是当创建一个责任链 RealInterceptorChain 的时候,我们传入的第 5 个参数是 0。该参数名为 index,会被赋值给 RealInterceptorChain 实例内部的同名全局变量。
  2. 当启用责任链的时候,会调用它的 proceed(Request) 方法。

下面是 proceed(Request) 方法的定义:

@Override public Response proceed(Request request) throws IOException {
return proceed(request, streamAllocation, httpCodec, connection);
}

这里又调用了内部的重载的 proceed() 方法。下面我们对该方法进行了简化:

public Response proceed(Request request, StreamAllocation streamAllocation, HttpCodec httpCodec,
RealConnection connection) throws IOException {
if (index >= interceptors.size()) throw new AssertionError();
// …
// 调用责任链的下一个拦截器
RealInterceptorChain next = new RealInterceptorChain(interceptors, streamAllocation, httpCodec,
connection, index + 1, request, call, eventListener, connectTimeout, readTimeout,
writeTimeout);
Interceptor interceptor = interceptors.get(index);
Response response = interceptor.intercept(next);
// …
return response;
}

注意到这里使用责任链进行处理的时候,会新建下一个责任链并把 index+1 作为下一个责任链的 index。然后,我们使用 index 从拦截器列表中取出一个拦截器,调用它的 intercept() 方法,并把下一个执行链作为参数传递进去。

这样,当下一个拦截器希望自己的下一级继续处理这个请求的时候,可以调用传入的责任链的 proceed() 方法;如果自己处理完毕之后,下一级不需要继续处理,那么就直接返回一个 Response 实例即可。因为,每次都是在当前的 index 基础上面加 1,所以能在调用 proceed() 的时候准确地从拦截器列表中取出下一个拦截器进行处理。

我们还要注意的地方是之前提到过重试拦截器,这种拦截器会在内部启动一个 while 循环,并在循环体中调用执行链的 proceed() 方法来实现请求的不断重试。这是因为在它那里的拦截器链的 index 是固定的,所以能够每次调用 proceed() 的时候,都能够从自己的下一级执行一遍链条。下面就是这个责任链的执行过程:

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清楚了 OkHttp 的拦截器链的执行过程之后,我们来看一下各个拦截器做了什么逻辑。

2.3 重试和重定向:RetryAndFollowUpInterceptor

RetryAndFollowUpInterceptor 主要用来当请求失败的时候进行重试,以及在需要的情况下进行重定向。我们上面说,责任链会在进行处理的时候调用第一个拦截器的 intercept() 方法。如果我们在创建 OkHttp 客户端的时候没有加入自定义拦截器,那么 RetryAndFollowUpInterceptor 就是我们的责任链中最先被调用的拦截器。

@Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
// …
// 注意这里我们初始化了一个 StreamAllocation 并赋值给全局变量,它的作用我们后面会提到
StreamAllocation streamAllocation = new StreamAllocation(client.connectionPool(),
createAddress(request.url()), call, eventListener, callStackTrace);
this.streamAllocation = streamAllocation;
// 用来记录重定向的次数
int followUpCount = 0;
Response priorResponse = null;
while (true) {
if (canceled) {
streamAllocation.release();
throw new IOException(“Canceled”);
}

Response response;
boolean releaseConnection = true;
try {
// 这里从当前的责任链开始执行一遍责任链,是一种重试的逻辑
response = realChain.proceed(request, streamAllocation, null, null);
releaseConnection = false;
} catch (RouteException e) {
// 调用 recover 方法从失败中进行恢复,如果可以恢复就返回true,否则返回false
if (!recover(e.getLastConnectException(), streamAllocation, false, request)) {
throw e.getLastConnectException();
}
releaseConnection = false;
continue;
} catch (IOException e) {
// 重试与服务器进行连接
boolean requestSendStarted = !(e instanceof ConnectionShutdownException);
if (!recover(e, streamAllocation, requestSendStarted, request)) throw e;
releaseConnection = false;
continue;
} finally {
// 如果 releaseConnection 为 true 则表明中间出现了异常,需要释放资源
if (releaseConnection) {
streamAllocation.streamFailed(null);
streamAllocation.release();
}
}

// 使用之前的响应 priorResponse 构建一个响应,这种响应的响应体 body 为空
if (priorResponse != null) {
response = response.newBuilder()
.priorResponse(priorResponse.newBuilder().body(null).build())
.build();
}

// 根据得到的响应进行处理,可能会增加一些认证信息、重定向或者处理超时请求
// 如果该请求无法继续被处理或者出现的错误不需要继续处理,将会返回 null
Request followUp = followUpRequest(response, streamAllocation.route());

// 无法重定向,直接返回之前的响应
if (followUp == null) {
if (!forWebSocket) {
streamAllocation.release();
}
return response;
}

// 关闭资源
closeQuietly(response.body());

// 达到了重定向的最大次数,就抛出一个异常
if (++followUpCount > MAX_FOLLOW_UPS) {
streamAllocation.release();
throw new ProtocolException("Too many follow-up requests: " + followUpCount);
}

if (followUp.body() instanceof UnrepeatableRequestBody) {
streamAllocation.release();
throw new HttpRetryException(“Cannot retry streamed HTTP body”, response.code());
}

// 这里判断新的请求是否能够复用之前的连接,如果无法复用,则创建一个新的连接
if (!sameConnection(response, followUp.url())) {
streamAllocation.release();
streamAllocation = new StreamAllocation(client.connectionPool(),
createAddress(followUp.url()), call, eventListener, callStackTrace);
this.streamAllocation = streamAllocation;
} else if (streamAllocation.codec() != null) {
throw new IllegalStateException("Closing the body of " + response

  • " didn’t close its backing stream. Bad interceptor?");
    }

request = followUp;
priorResponse = response;
}
}

以上的代码主要用来根据错误的信息做一些处理,会根据服务器返回的信息判断这个请求是否可以重定向,或者是否有必要进行重试。如果值得去重试就会新建或者复用之前的连接在下一次循环中进行请求重试,否则就将得到的请求包装之后返回给用户。这里,我们提到了 StreamAllocation 对象,它相当于一个管理类,维护了服务器连接、并发流和请求之间的关系,该类还会初始化一个 Socket 连接对象,获取输入/输出流对象。同时,还要注意这里我们通过 client.connectionPool() 传入了一个连接池对象 ConnectionPool。这里我们只是初始化了这些类,但实际在当前的方法中并没有真正用到这些类,而是把它们传递到下面的拦截器里来从服务器中获取请求的响应。稍后,我们会说明这些类的用途,以及之间的关系。

2.4 BridgeInterceptor

桥拦截器 BridgeInterceptor 用于从用户的请求中构建网络请求,然后使用该请求访问网络,最后从网络响应当中构建用户响应。相对来说这个拦截器的逻辑比较简单,只是用来对请求进行包装,并将服务器响应转换成用户友好的响应:

public final class BridgeInterceptor implements Interceptor {
@Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
Request userRequest = chain.request();
// 从用户请求中获取网络请求构建者
Request.Builder requestBuilder = userRequest.newBuilder();
// …
// 执行网络请求
Response networkResponse = chain.proceed(requestBuilder.build());
// …
// 从网络响应中获取用户响应构建者
Response.Builder responseBuilder = networkResponse.newBuilder().request(userRequest);
// …
// 返回用户响应
return responseBuilder.build();
}
}

2.5 使用缓存:CacheInterceptor

缓存拦截器会根据请求的信息和缓存的响应的信息来判断是否存在缓存可用,如果有可以使用的缓存,那么就返回该缓存该用户,否则就继续责任链来从服务器中获取响应。当获取到响应的时候,又会把响应缓存到磁盘上面。以下是这部分的逻辑:

public final class CacheInterceptor implements Interceptor {
@Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
Response cacheCandidate = cache != null ? cache.get(chain.request()) : null;
long now = System.currentTimeMillis();
// 根据请求和缓存的响应中的信息来判断是否存在缓存可用
CacheStrategy strategy = new CacheStrategy.Factory(now, chain.request(), cacheCandidate).get();
Request networkRequest = strategy.networkRequest; // 如果该请求没有使用网络就为空
Response cacheResponse = strategy.cacheResponse; // 如果该请求没有使用缓存就为空
if (cache != null) {
cache.trackResponse(strategy);
}
if (cacheCandidate != null && cacheResponse == null) {
closeQuietly(cacheCandidate.body());
}
// 请求不使用网络并且不使用缓存,相当于在这里就拦截了,没必要交给下一级(网络请求拦截器)来执行
if (networkRequest == null && cacheResponse == null) {
return new Response.Builder()
.request(chain.request())
.protocol(Protocol.HTTP_1_1)
.code(504)
.message(“Unsatisfiable Request (only-if-cached)”)
.body(Util.EMPTY_RESPONSE)
.sentRequestAtMillis(-1L)
.receivedResponseAtMillis(System.currentTimeMillis())
.build();
}
// 该请求使用缓存,但是不使用网络:从缓存中拿结果,没必要交给下一级(网络请求拦截器)执行
if (networkRequest == null) {
return cacheResponse.newBuilder().cacheResponse(stripBody(cacheResponse)).build();
}
Response networkResponse = null;
try {
// 这里调用了执行链的处理方法,实际就是交给自己的下一级来执行了
networkResponse = chain.proceed(networkRequest);
} finally {
if (networkResponse == null && cacheCandidate != null) {
closeQuietly(cacheCandidate.body());
}
}
// 这里当拿到了网络请求之后调用,下一级执行完毕会交给它继续执行,如果使用了缓存就把请求结果更新到缓存里
if (cacheResponse != null) {
// 服务器返回的结果是304,返回缓存中的结果
if (networkResponse.code() == HTTP_NOT_MODIFIED) {
Response response = cacheResponse.newBuilder()
.headers(combine(cacheResponse.headers(), networkResponse.headers()))
.sentRequestAtMillis(networkResponse.sentRequestAtMillis())
.receivedResponseAtMillis(networkResponse.receivedResponseAtMillis())
.cacheResponse(stripBody(cacheResponse))
.networkResponse(stripBody(networkResponse))
.build();
networkResponse.body().close();
cache.trackConditionalCacheHit();
// 更新缓存
cache.update(cacheResponse, response);
return response;
} else {
closeQuietly(cacheResponse.body());
}
}
Response response = networkResponse.newBuilder()
.cacheResponse(stripBody(cacheResponse))
.networkResponse(stripBody(networkResponse))
.build();
// 把请求的结果放进缓存里
if (cache != null) {
if (HttpHeaders.hasBody(response) && CacheStrategy.isCacheable(response, networkRequest)) {
CacheRequest cacheRequest = cache.put(response);
return cacheWritingResponse(cacheRequest, response);
}
if (HttpMethod.invalidatesCache(networkRequest.method())) {
try {
cache.remove(networkRequest);
} catch (IOException ignored) {
// The cache cannot be written.
}
}
}
return response;
}
}

对缓存,这里我们使用的是全局变量 cache,它是 InternalCache 类型的变量。InternalCache 是一个接口,在 OkHttp 中只有一个实现类 Cache。在 Cache 内部,使用了 DiskLruCache 来将缓存的数据存到磁盘上。DiskLruCache 以及 LruCache 是 Android 上常用的两种缓存策略。前者是基于磁盘来进行缓存的,后者是基于内存来进行缓存的,它们的核心思想都是 Least Recently Used,即最近最少使用算法。我们会在以后的文章中详细介绍这两种缓存框架,也请继续关注我们的文章。

另外,上面我们根据请求和缓存的响应中的信息来判断是否存在缓存可用的时候用到了 CacheStrategy 的两个字段,得到这两个字段的时候使用了非常多的判断,其中涉及 Http 缓存相关的知识,感兴趣的话可以自己参考源代码。

2.6 连接复用:ConnectInterceptor

连接拦截器 ConnectInterceptor 用来打开到指定服务器的网络连接,并交给下一个拦截器处理。这里我们只打开了一个网络连接,但是并没有发送请求到服务器。从服务器获取数据的逻辑交给下一级的拦截器来执行。虽然,这里并没有真正地从网络中获取数据,而仅仅是打开一个连接,但这里有不少的内容值得我们去关注。因为在获取连接对象的时候,使用了连接池 ConnectionPool 来复用连接。

public final class ConnectInterceptor implements Interceptor {

@Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
RealInterceptorChain realChain = (RealInterceptorChain) chain;
Request request = realChain.request();
StreamAllocation streamAllocation = realChain.streamAllocation();

boolean doExtensiveHealthChecks = !request.method().equals(“GET”);
HttpCodec httpCodec = streamAllocation.newStream(client, chain, doExtensiveHealthChecks);
RealConnection connection = streamAllocation.connection();

return realChain.proceed(request, streamAllocation, httpCodec, connection);
}
}

这里的 HttpCodec 用来编码请求并解码响应,RealConnection 用来向服务器发起连接。它们会在下一个拦截器中被用来从服务器中获取响应信息。下一个拦截器的逻辑并不复杂,这里万事具备之后,只要它来从服务器中读取数据即可。可以说,OkHttp 中的核心部分大概就在这里,所以,我们就先好好分析一下,这里在创建连接的时候如何借助连接池来实现连接复用的。

根据上面的代码,当我们调用 streamAllocationnewStream() 方法的时候,最终会经过一系列的判断到达 StreamAllocation 中的 findConnection() 方法。

private RealConnection findConnection(int connectTimeout, int readTimeout, int writeTimeout,
int pingIntervalMillis, boolean connectionRetryEnabled) throws IOException {
// …
synchronized (connectionPool) {
// …
// 尝试使用已分配的连接,已经分配的连接可能已经被限制创建新的流
releasedConnection = this.connection;
// 释放当前连接的资源,如果该连接已经被限制创建新的流,就返回一个Socket以关闭连接
toClose = releaseIfNoNewStreams();
if (this.connection != null) {
// 已分配连接,并且该连接可用
result = this.connection;
releasedConnection = null;
}
if (!reportedAcquired) {
// 如果该连接从未被标记为获得,不要标记为发布状态,reportedAcquired 通过 acquire() 方法修改
releasedConnection = null;
}

if (result == null) {
// 尝试供连接池中获取一个连接
Internal.instance.get(connectionPool, address, this, null);
if (connection != null) {
foundPooledConnection = true;
result = connection;
} else {
selectedRoute = route;
}
}
}
// 关闭连接
closeQuietly(toClose);

if (releasedConnection != null) {
eventListener.connectionReleased(call, releasedConnection);
}
if (foundPooledConnection) {
eventListener.connectionAcquired(call, result);
}
if (result != null) {
// 如果已经从连接池中获取到了一个连接,就将其返回
return result;
}

boolean newRouteSelection = false;
if (selectedRoute == null && (routeSelection == null || !routeSelection.hasNext())) {
newRouteSelection = true;
routeSelection = routeSelector.next();
}

synchronized (connectionPool) {
if (canceled) throw new IOException(“Canceled”);

if (newRouteSelection) {
// 根据一系列的 IP 地址从连接池中获取一个链接
List routes = routeSelection.getAll();
for (int i = 0, size = routes.size(); i < size; i++) {
Route route = routes.get(i);
// 从连接池中获取一个连接
Internal.instance.get(connectionPool, address, this, route);
if (connection != null) {
foundPooledConnection = true;
result = connection;
this.route = route;
break;
}
}
}

if (!foundPooledConnection) {
if (selectedRoute == null) {
selectedRoute = routeSelection.next();
}

// 创建一个新的连接,并将其分配,这样我们就可以在握手之前进行终端
route = selectedRoute;
refusedStreamCount = 0;
result = new RealConnection(connectionPool, selectedRoute);
acquire(result, false);
}
}

// 如果我们在第二次的时候发现了一个池连接,那么我们就将其返回
if (foundPooledConnection) {
eventListener.connectionAcquired(call, result);
return result;
}

// 进行 TCP 和 TLS 握手
result.connect(connectTimeout, readTimeout, writeTimeout, pingIntervalMillis,
connectionRetryEnabled, call, eventListener);
routeDatabase().connected(result.route());

最后我们该如何学习?

1、看视频进行系统学习

这几年的Crud经历,让我明白自己真的算是菜鸡中的战斗机,也正因为Crud,导致自己技术比较零散,也不够深入不够系统,所以重新进行学习是很有必要的。我差的是系统知识,差的结构框架和思路,所以通过视频来学习,效果更好,也更全面。关于视频学习,个人可以推荐去B站进行学习,B站上有很多学习视频,唯一的缺点就是免费的容易过时。

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2、读源码,看实战笔记,学习大神思路

“编程语言是程序员的表达的方式,而架构是程序员对世界的认知”。所以,程序员要想快速认知并学习架构,读源码是必不可少的。阅读源码,是解决问题 + 理解事物,更重要的:看到源码背后的想法;程序员说:读万行源码,行万种实践。

Spring源码深度解析:

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Mybatis 3源码深度解析:

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Redis学习笔记:

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Spring Boot核心技术-笔记:

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3、面试前夕,刷题冲刺

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