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发表于 3 天前 | 查看: 17| 回复: 0

这篇文章我们来聊聊如何系统性地阅读开源项目的源码。在探讨方法之前,不妨先思考一下为什么要读源码?这背后有几个很实际的原因:最直接的可能是面试需要,读懂源码才能与面试官深入交流;更深层地,它能显著提升你的编程水平,学习优秀的编程思想和代码技巧;同时,熟悉技术的实现细节也有助于提高你的系统设计能力。

那么,究竟该如何高效地阅读源码呢?这里我总结了18条实践心法,希望能助你打开源码世界的大门。

阅读源码的18条心法思维导图

学好JDK

作为一名Java开发者,无论是否要深入阅读开源项目源码,扎实的JDK基础都是必不可少的。所有基于Java的开源项目,其本质都是利用JDK提供的类库和语言特性来实现特定的业务功能。因此,掌握JDK是理解其他源码的基石。

如果对JDK不熟悉,阅读源码时会遇到大量难以理解的地方,这很容易打击信心和兴趣。学习JDK应包括使用和原理两方面,重点内容涵盖:

  • 集合:如常见的Map、List、Queue的实现,包括线程安全与非线程安全的版本。
  • 并发:如synchronizedvolatile、CAS、AQS、各种锁、线程池、原子类等。
  • I/O:包括BIO和NIO等。
  • 反射相关。
  • 网络编程相关。

了解设计模式

在优秀的开源项目中,设计模式无处不在。开始阅读源码前,最好先熟悉一些常用的设计模式。当你在代码中遇到相应的模式时,就能快速理解其代码结构的设计意图,从而从整体架构的视角去阅读。

学习设计模式不仅能辅助阅读源码,在日常开发中也能帮助我们设计出更具扩展性的程序。除了阅读《大话设计模式》这类书籍,也可以寻找相关的视频或专栏。我之前写过一篇关于开源项目中常用的设计模式的文章,感兴趣可以看看。

先从官网入手

官网是了解一个开源项目的起点,也是最佳入口。通过官网,我们可以快速获取项目的关键信息:

  • 项目定位与概述
  • 核心概念解析
  • 功能特性列表
  • 快速使用教程
  • 整体架构与设计理念
  • 常见问题解答 (FAQ)

RocketMQ官网介绍页面

当你对项目的概念、功能有了初步了解后,再读源码时一旦发现实现这些概念的代码痕迹,就能更好地建立起理论与代码之间的联系。

熟悉源码模块结构

对项目有大致了解后,就可以从GitHub上克隆代码了。拉取代码成功后,先花些时间分析项目的模块结构,熟悉各个模块的职责,混个眼熟。

RocketMQ源码目录结构

以上图RocketMQ源码为例,如果之前阅读过官网的概念介绍,就能大致推断出这些模块的功能。

RocketMQ基本概念介绍

例如,源码中的 broker 模块,官网说明其主要负责消息存储,那么该模块的代码核心就是实现存储功能。有些模块可以根据名称推断,如 common 模块通常是公共类库,example 模块是使用示例等。

顺着Demo开始读

很多同学不知道从何读起,往往随便挑一个模块就开始,结果越读越迷茫。正确的姿势应该是从Demo开始

比如,我想了解RocketMQ生产者发送消息的整个流程,那么我首先需要写一个发送消息的Demo,看看代码是如何组织的。Demo通常可以在官网找到。

RocketMQ官网发送消息代码示例

除了官网,开源项目的源码中一般也会有相应的示例代码,通常放在 exampledemo 模块下。当然,通过搜索引擎也能找到大量示例。

DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("sanyouProducer");
//指定NameServer的地址
producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
//启动生产者
producer.start();
//省略代码。。
Message msg = new Message("sanyouTopic", "TagA", "三友的java日记".getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
// 发送消息并得到消息的发送结果,然后打印
SendResult sendResult = producer.send(msg);

上面是RocketMQ生产者发送消息的一个简单Demo。阅读消息发送源码,就应该从这段Demo代码入手,一步步进入 send 方法,这才算真正开始了源码阅读之旅。对于更复杂的项目,参与像云栈社区这样的技术论坛讨论,看看别人的分析案例,也是一种很好的学习路径。

带着目的去读

带着目的阅读至关重要。就拿上面的生产者发送消息流程来说,首要目的就是弄清 send 方法的完整执行路径。

但你还可以挖掘更多目的:除了发送逻辑,生产者在启动时 (start 方法) 做了哪些初始化工作?消息发送必然涉及网络通信,那么RocketMQ底层的网络通信模型是怎样的?这些都可以成为你阅读时的子目标。

带着明确的目的性,阅读会更聚焦,印象也更深刻。如果一开始想不到太多,没关系,先沿着主线读下去,过程中自然会发现新的探究点。

先抓主线,再抓分支

切忌在阅读时钻进每个方法无限深入,直到迷失方向。正确方法是先抓住主线流程,忽略或暂缓分支细节。等理清主干后,再回过头来仔细研究分支代码。

以Spring为例,ApplicationContext 在使用前需要调用 refresh 方法,而该方法就定义了容器刷新的完整执行流程。

Spring ApplicationContext refresh方法部分截图

阅读这段代码时,应先搞清楚 refresh 中各个方法(如 prepareRefreshobtainFreshBeanFactory)的大致职责。主线清晰后,再逐一深入每个方法的具体实现。

不要过度抠实现细节

有的同学喜欢深究每一行代码,试图弄懂每一个细节,这既困难也无必要。

例如,在Spring Bean的生命周期中,我们知道基于XML配置的Bean会被解析并生成 BeanDefinition。当你只是想了解生命周期全貌时,没必要过度深入Spring是如何解析XML文件的细节,只需要知道最终会转换成 BeanDefinition 这个结果即可。

那么,什么时候该深究细节呢?

  1. 当你真正需要用到的时候,比如遇到了相关Bug或需要进行功能扩展。
  2. 当某些细节阻碍了你对核心功能的理解时。

大胆猜

读源码也需要一些“想象力”,即基于已有知识进行合理推测。这不是瞎猜,而是有根据的假设。

比如,你已经知道OpenFeign会为每个 FeignClient 接口生成动态代理对象来实现RPC。那么在学习Dubbo时,是否可以推测:注入的Dubbo服务接口很可能也是一个动态代理对象,并由该代理对象处理RPC调用?

有了这个猜想,你在读代码时就会特别留意动态代理生成的痕迹,这本身就成了一个阅读目的。一旦发现相关代码,那里很可能就是Dubbo RPC实现的核心。

学会看类名

不要忽视类名,优秀的代码命名都能“见名知意”。一些常见的命名习惯能提供线索:

  • Registry 结尾的类通常具有注册、存储功能,如Spring的 SingletonBeanRegistry(存储单例Bean),MyBatis的 MapperRegistry(存储Mapper接口)。
  • SupportHelperUtils 结尾的多是工具类。
  • FilterInterceptor 结尾的通常具有拦截功能,常配合责任链模式使用。
  • EventListener 结尾的一般是基于观察者模式的事件发布订阅模型。

除了通用习惯,不同项目也有自己的命名风格。例如Spring中,以 PostProcessor 结尾的通常是扩展接口,用于在特定时机介入核心流程。许多开源项目的命名都借鉴了Spring的风格,遇到似曾相识的命名时,可以大胆猜测其作用。

学会看类结构

类的继承体系和接口实现关系同样重要,它们揭示了类的职责和能力范围。

Spring ApplicationContext 继承体系图

如上图,要理解 ApplicationContext,可以先熟悉其各个父接口(如 BeanFactoryResourceLoaderApplicationEventPublisher)的职责。搞懂了每个接口的作用,ApplicationContext 的大体功能也就清晰了。

此外,可以快速浏览类提供的公共方法,了解其对外暴露的功能。IDE的快捷键 Ctrl+F12 (Mac: fn+command+F12) 可以查看类的方法结构,并支持模糊搜索,非常实用。

IDE中查看ApplicationContext方法结构

总结类的职责

读完一个类后,一定要总结它的核心职责,理解它存在的意义。遵循单一职责原则,一个类的核心功能通常只有一个。

例如,在RocketMQ中有一个类叫 MQClientAPIImpl

RocketMQ MQClientAPIImpl 类代码截图

单从类名可能难以判断其功能,但阅读代码后发现,其方法最终都委托给 RemotingClient 执行。而 RemotingClient 的一个主要实现是 NettyRemotingClient,从命名可推测这是用于网络通信的客户端。因此,MQClientAPIImpl 的职责就很明确了:封装请求参数,并通过底层网络客户端(RemotingClient)向Broker发送指令

明确了类的职责,在其他地方看到调用该类时,就能迅速知道它在做什么事。这种模块化的理解方式,是构建复杂系统认知的基础,也是优秀后端与架构思维的体现。

习惯阅读注释

如果源码有注释,请务必先读注释!注释通常会阐明类或方法的功能、设计意图或使用约束。先知其然(功能),再读其所以然(实现),会顺畅很多。

注释大多是英文,如果阅读有困难,可以安装翻译插件。

IDE翻译插件截图

写好注释

好记性不如烂笔头。在阅读源码的过程中,为自己写好注释是极其重要的一环。好的注释能帮你快速回忆起实现细节和核心逻辑。

注释无需面面俱到,但应涵盖以下几点:

  • 核心类和方法的主要功能。
  • 核心功能大致的实现逻辑与步骤。
  • 重要成员变量的作用。
  • 方法中晦涩难懂的代码段是如何工作的。

RocketMQ DefaultMessageStore 类注释示例

上图是我在阅读RocketMQ核心类 DefaultMessageStore 时做的注释。这个类功能繁杂,通过注释列举其主要功能和关键实现细节,后续回顾时就一目了然。

总结思想,及时输出

读完某个功能模块后,尝试对其实现思想或设计模式进行总结和提炼。例如,理解了CAS思想后,你会认识到线程安全不仅可以通过悲观锁实现,还可以利用乐观锁。

总结之后,最好能以文档、流程图或思维导图的形式输出。我个人偏爱画图,推荐两个工具:

  • ProcessOn:功能丰富,但部分功能需收费。
  • draw.io:免费,图标美观,本文的许多配图就是用其绘制的。

多提一句,总结思想非常重要。在我阅读了大量源码后发现,很多技术的底层实现思想最终是“殊途同归”的。

提前了解依赖的技术

大型开源项目不会所有轮子都自己造,它们会依赖其他成熟的框架或技术。提前了解这些依赖,能帮你扫清阅读障碍。

例如,RocketMQ底层使用Netty进行网络通信。如果你对Netty有所了解,知道其启动时需要注册一系列 ChannelHandler 来处理网络事件,那么在读RocketMQ网络通信模块时,你就可以直接去寻找Netty的启动代码,查看注册了哪些 Handler,从而快速理解其网络处理逻辑。

查阅相关资料

阅读过程中遇到难以理解的部分,要善于利用各种资料辅助学习,包括但不限于:

  • 官网文档:最权威的一手资料。
  • 相关书籍:系统性的讲解。
  • GitHub Issues/PR:可能已经有人讨论过相似问题。
  • 技术博客/文章:他人的经验总结。
  • 视频教程:更直观的讲解。

坚持

最后,也是最核心的一点:坚持。源码阅读是一项需要长期投入的技能。只有通过持续地阅读、思考、总结,不断拓宽技术视野并加深理解深度,同时找到适合自己的方法,这件事才会变得越来越容易。




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