阿里十年架构师:成为java架构师,需要具备哪些技能?你知道吗?

本文探讨了成为一名Java架构师所需的关键技能,包括源码分析、分布式架构、微服务、性能优化、软件设计基础和并发编程。架构师不仅要深入理解JVM、数据结构、算法、操作系统和网络协议,还需要掌握数据库、分布式存储、缓存技术以及系统设计。此外,文章强调了业务理解、成本效益分析和系统扩展性的考量。成为架构师不仅需要技术广度,更需要对业务和技术趋势的洞察力。

其实对于工作了很多年的程序员来说,日后的选择无非就是继续专精搞技术,还有就是转型当管理和晋升架构师。

架构师是程序员个人发展的一条道路,在一家公司里有着极为重要的地位,是团队的关键人物,担当着重责。

软件架构师李先生这么比喻道:「架构师的工作就像是他打造一棵树的主干和枝干,然后程序员们让这棵树上长出树叶和果实。」

一名架构师必须能够写出他亲自设计的系统中最难以实现的那段核心代码,种出主干和枝干,才能将“冒芽开花结果”的重担交给开发团队来做。

架构师工作职能

软件架构师在整个软件开发过程中都起着重要的作用,并随着开发进程的推进而其职责或关注点不断地变化,在需求阶段,软件架构师主要负责理解和管理非功能性系统需求,比如软件的可维护性、性能、复用性、可靠性、有效性和可测试性等等,

此外,架构师还要经常审查客户及市场人员所提出的需求,确认开发团队所提出的设计;在需求越来越明确后,架构师的关注点开始转移到组织开发团队成员和开发过程定义上;在软件设计阶段,架构师负责对整个软件体系结构、关键构件、接口和开发政策的设计;在编码阶段,架构师则成为详细设计者和代码编写者的顾问,并且经常性地要举行一些技术研讨会、技术培训班等;随着软件开始测试、集成和交付,集成和测试支持将成为软件架构师的工作重点;在软件维护开始时,软件架构师就开始为下一版本的产品是否应该增加新的功能模块进行决策。

成为java架构师所需要具备那些技能?

所谓架构师,思考的是全局的东西,是如何组织你的系统,以达到业务要求,性能要求,具备可扩展性(scalability),可拓展性(extendability),前后兼容性等。可能涉及到的东西包括了从硬件到软件的方方面面,实在是一言难尽。

既然java架构师,首先你要是一个高级java攻狮城,熟练使用各种框架,并知道它们实现的原理。jvm虚拟机原理、调优,懂得jvm能让你写出性能更好的代码;池技术,什么对象池,连接池,线程池...:;java反射技术,写框架必备的技术,但是有严重的性能问题,替代方案java字节码技术;nio,没什么好说的,值得注意的是"直接内存"的特点,使用场景;java多线程同步异步;java各种集合对象的实现原理,了解这些可以让你在解决问题时选择合适的数据结构,高效地解决问题,比如hashmap的实现原理,好多五年以上经验的人都弄不清楚,还有为什扩容时有性能问题?不弄清楚这些原理,就写不出高效的代码,还会认为自己做得很对;总之一句话越基础的东西越重要,很多人认为自己会用它们写代码了,其实仅仅是知道如何调用api而已,离会用还差得远。

熟练使用各种数据结构和算法,数组、哈希、链表、排序树...,一句话要么是时间换空间要么是空间换时间,这里展开可以说一大堆,需要有一定的应用经验,用于解决各种性能或业务上的问题。

熟练使用linux操作系统,必备,没什么好说的。

熟悉tcp协议,创建连接三次握手和断开连接四次握手的整个过程,不了解的话,无法对高并发网络应用做优化;熟悉http协议,尤其是http头,我发现好多工作五年以上的都弄不清session和cookie的生命周期以及它们之间的关联。

系统集群、负载均衡、反向代理、动静分离,网站静态化。

分布式存储系统nfs,fastdfs,tfs,Hadoop了解他们的优缺点,适用场景。

分布式缓存技术memcached,redis,提高系统性能必备,一句话,把硬盘上的内容放到内存里来提速,顺便提个算法一致性hash。

工具nginx必备技能超级好用,高性能,基本不会挂掉的服务器,功能多多,解决各种问题。

数据库的设计能力,mysql必备,最基础的数据库工具,免费好用,对它基本的参数优化,慢查询日志分析,主从复制的配置,至少要成为半个mysqldba。其他nosql数据库如mongodb。

还有队列中间件。如消息推送,可以先把消息写入数据库,推送放队列服务器上,由推送服务器去队列获取处理,这样就可以将消息放数据库和队列里后直接给用户反馈,推送过程则由推送服务器和队列服务器完成,好处异步处理、缓解服务器压力,解藕系统。

想成为架构师不是懂了一大堆技术就可以了,这些是解决问题的基础、是工具,不懂这些怎么去提解决方案呢?这是成为架构师的必要条件。

架构师还要针对业务特点、系统的性能要求提出能解决问题成本最低的设计才合格,人家一个几百人用户的系统,访问量不大,数据量小,你给人家上集群、上分布式存储、上高端服务器,为了架构而架构,这是最扯淡的,架构师的作用就是第一满足业务需求,第二最低的硬件网络成本和技术维护成本。

架构师还要根据业务发展阶段,提前预见发展到下一个阶段系统架构的解决方案,并且设计当前架构时将架构的升级扩展考虑进去,做到易于升级;否则等系统瓶颈来了,出问题了再去出方案,或现有架构无法扩展直接扔掉重做,或扩展麻烦问题一大堆,这会对企业造成损失。

如果你想要往架构师的方向发展的话,那或许你可以看一下我分享给你的这份进阶路线图,主要针对 1 到 5 年及以内的 PHP 开发人员,里面的技术包含了 PHP 高并发、分布式、微服务、框架内核、高性能等技术,这些也是目前中大型互联网企业比较常用的技术。我总结出了一套完整的Java架构师的完整体系也录制好了一套视频,需要的可以加v:xiaoyanya_1免费领取

一、源码分析

源码分析是一种临界知识,掌握了这种临界知识,能不变应万变,源码分析对于很多人来说很枯燥,生涩难懂。

源码阅读,我觉得最核心有三点:技术基础+强烈的求知欲+耐心。

我认为是阅读源码的最核心驱动力。我见到绝大多数程序员,对学习的态度,基本上就是这几个层次(很偏激哦):

下图是我总结出目前最应该学习的源码知识点:

二、分布式架构

分布式系统是一个复杂且宽泛的研究领域,学习一两门在线课程,看一两本书可能都是不能完全覆盖其所有内容的。

总的来说,分布式系统要做的任务就是把多台机器有机地组合、连接起来,让其协同完成一件任务,可以是计算任务,也可以是存储任务。如果一定要给近些年的分布式系统研究做一个分类的话,我个人认为大概可以包括三大部分:

分布式存储系统
分布式计算系统
分布式管理系统

下图是我总结近几年目前分布式最主流的技术:

三、微服务

当前微服务很热,大家都号称在使用微服务架构,但究竟什么是微服务架构?微服务架构是不是发展趋势?对于这些问题,我们都缺乏清楚的认识。

为解决单体架构下的各种问题,微服务架构应运而生。与其构建一个臃肿庞大、难以驯服的怪兽,还不如及早将服务拆分。微服务的核心思想便是服务拆分与解耦,降低复杂性。微服务强调将功能合理拆解,尽可能保证每个服务的功能单一,按照单一责任原则(Single Responsibility Principle)明确角色。 将各个服务做轻,从而做到灵活、可复用,亦可根据各个服务自身资源需求,单独布署,单独作横向扩展。

下图是我总结出微服务需要学习的知识点:

四、性能优化

不管是应付前端面试还是改进产品体验,性能优化都是躲不开的话题。

优化的目的是让用户有“快”的感受,那如何让用户感受到快呢?

加载速度真的很快,用户打开输入网址按下回车立即看到了页面
加载速度并没有变快,但用户感觉你的网站很快

性能优化取决于多个因素,包括垃圾收集、虚拟机和底层操作系统(OS)设置。有多个工具可供开发人员进行分析和优化时使用,你可以通过阅读Java Tools for Source Code Optimization and Analysis来学习和使用它们。

必须要明白的是,没有两个应用程序可以使用相同的优化方式,也没有完美的优化 java 应用程序的参考路径。使用最佳实践并且坚持采用适当的方式处理性能优化。想要达到真正最高的性能优化,你作为一个 Java 开发人员,需要对 Java 虚拟机(JVM)和底层操作系统有正确的理解。

下图是我总结性能优化应该学习理解的几大知识体系:

五、软件设计基础

工欲善其事,必先利其器,不管是小白,还是资深开发,都需要先打好基础。提升开发效率何团队协作效率。让自己有更多时间来思考。

六、并发编程

并发编程几乎是所有互联网公司面试必问问题,并发编程是Java程序员最重要的技能之一,也是最难掌握的一种技能。它要求编程者对计算机最底层的运作原理有深刻的理解,同时要求编程者逻辑清晰、思维缜密,这样才能写出高效、安全、可靠的多线程并发程序。目前网上没有系统的全面的并发编程学习大纲,我搜集了很多资料总结出来一个最全面的学习大纲:

架构之路任重而道远。程序设计和架构设计是互通的,每个人都可以从设计好一个程序往设计好一个系统架构前进。如果现在还无从下手的,我推荐大家可以从领域驱动设计这个概念入手,这是由业务为导向的设计方式,可以对培养设计出落地的架构有很大的帮助。大家可以加群:577936583一起交流,群里也会定时分享一些java架构的知识,希望可以给大家一些思路和启发。最后引用“俞军”一句名言,我们作为架构师要有“怀疑精神:自我迭代”的心。

本文就到这里结束了,希望大家能从文章中得到帮助获得收获,也可以评论出你想看哪方面的技术。文章会持续更新,希望能帮助到大家,哪怕是让你灵光一现。喜欢的朋友可以点赞加关注当然也可以私聊一起加油一起进步!

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