萬萬沒想到，潤到國外做 Java，也很卷啊！

大家好，我是程序員魚皮。前幾天我看了一篇由國外的 Java 架構(gòu)師大佬分享的文章，主題是 “Java 架構(gòu)師必會的 20 個技術(shù)”。

光看這個標題，就知道在國外做 Java 開發(fā)，也很卷啊！能學(xué)習(xí)的技術(shù)真的太多了。

我覺得作者講的很全面，所以總結(jié)一下分享給大家，并且專門針對國內(nèi) Java 程序員也要學(xué)的重點技術(shù)做了標注，希望給想成為優(yōu)秀 Java 開發(fā)或架構(gòu)師的同學(xué)一些啟發(fā)，也可以作為一個 Java 架構(gòu)師學(xué)習(xí)路線來看。

注意，不是說以下技術(shù)必須都學(xué)完才能達到找工作的標準。如果你想成為優(yōu)秀的架構(gòu)師，以下技術(shù)學(xué)的越多越好。

Java 架構(gòu)師必知必會

想成為 Java 架構(gòu)師，不僅需要對 Java 及其生態(tài)系統(tǒng)有深入的理解，還需要緊跟最新的趨勢、技術(shù)和最佳實踐，以構(gòu)建堅固、可擴展且高效的應(yīng)用程序。下面就分享 Java 架構(gòu)師在 2024 年應(yīng)該掌握的 20 個關(guān)鍵領(lǐng)域，涵蓋了微服務(wù)、云原生應(yīng)用、響應(yīng)式編程和區(qū)塊鏈技術(shù)等多方面內(nèi)容。

1、微服務(wù)架構(gòu)

采用微服務(wù)架構(gòu)意味著將一個較大的、完整的應(yīng)用程序重構(gòu)為一組較小的、獨立部署的服務(wù)，這些服務(wù)之間松散耦合，允許單獨開發(fā)和擴展服務(wù)。掌握這種架構(gòu)風(fēng)格對于現(xiàn)代 Java 架構(gòu)師至關(guān)重要，因為它有助于有效地設(shè)計和維護健壯、可擴展和有彈性的系統(tǒng)。

相關(guān)技術(shù)：

• Spring Boot：Java 主流的，用于創(chuàng)建獨立的、生產(chǎn)級 Spring 應(yīng)用程序的強大框架。
• Spring Data：數(shù)據(jù)訪問層框架，能夠更輕松地和各種數(shù)據(jù)庫、存儲技術(shù)進行集成。
• Spring Cloud：為開發(fā)人員提供工具以快速構(gòu)建分布式系統(tǒng)中的開發(fā)框架，比如配置管理、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、熔斷等。
• Quarkus：專為云原生設(shè)計，并針對 GraalVM 和 OpenJDK 進行了優(yōu)化，能夠快速啟動項目，并占用更低的內(nèi)存。
• Panache：跟 Spring Data 類似，能夠更輕松地操作數(shù)據(jù)庫的框架。
• Qute：Quarkus 的模板引擎，能夠動態(tài)渲染內(nèi)容。
• OpenShift：基于 Kubernetes 的平臺，幫助管理和部署容器化應(yīng)用程序，簡化微服務(wù)的編排。又包括 OpenShift Service Mesh、OpenShift Pipelines 和 OpenShift Serverless。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，Spring Boot、Spring Cloud 是學(xué)習(xí)重點。

2、云原生應(yīng)用

云原生應(yīng)用是一種設(shè)計和部署方式，即專為云環(huán)境而生的應(yīng)用，能夠最大化利用云計算平臺的彈性、可擴展性和自動化特性。舉個例子，當(dāng)應(yīng)用訪問量不大的時候，可以自動縮減應(yīng)用節(jié)點的數(shù)量，從而降低企業(yè)的成本。

相關(guān)技術(shù)：

• AWS：提供全面的云服務(wù)套件。
• Google Cloud Platform：提供一系列計算、存儲和應(yīng)用服務(wù)。
• Microsoft Azure：另一個領(lǐng)先的云平臺，提供廣泛的工具來構(gòu)建和管理應(yīng)用程序。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，要學(xué)會使用大廠云服務(wù)平臺來部署項目。

3、容器化和編排

容器化是將應(yīng)用程序及其所有依賴項（例如代碼、運行時環(huán)境、庫、配置文件）打包到一個獨立的、標準化的單元中，稱為容器。

容器編排是一種自動化管理、調(diào)度和擴展容器化應(yīng)用程序的過程。它涉及多個容器實例的協(xié)調(diào)工作，確保它們能夠在集群中有效地運行。

掌握這些技術(shù)，可以提升應(yīng)用的部署效率，并確保應(yīng)用在不同環(huán)境中順利運行，提升可擴展性和可靠性。

相關(guān)技術(shù)：

• Docker：最經(jīng)典的容器技術(shù)，讓開發(fā)者能夠在容器中打包和運行應(yīng)用程序。
• Kubernetes：又叫 K8S，開源的容器編排系統(tǒng)，用于自動部署、擴展和管理容器化應(yīng)用程序。
• OpenShift：在 Kubernetes 基礎(chǔ)上擴展，提供 DevOps 工具以簡化容器編排和管理。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，要學(xué)習(xí)如何構(gòu)建 Docker 鏡像并部署項目，但 Kubernetes 了解即可，不用深入研究。

4、響應(yīng)式編程

響應(yīng)式編程是一種編程范式，適用于處理異步數(shù)據(jù)流和事件驅(qū)動的應(yīng)用程序。它強調(diào)數(shù)據(jù)流的處理方式，特別適合于處理實時、交互式和高并發(fā)的應(yīng)用場景。

相關(guān)技術(shù)：

• Project Reactor：用于在 JVM 上構(gòu)建響應(yīng)式應(yīng)用程序的基礎(chǔ)庫。
• Akka：用于構(gòu)建高并發(fā)、分布式和彈性消息驅(qū)動的應(yīng)用程序的框架。
• RxJava：用于使用可觀察序列編寫異步和事件驅(qū)動程序的庫。
• Vert.x：基于事件驅(qū)動、非阻塞、支持多語言的響應(yīng)式編程框架，專為構(gòu)建高性能的異步應(yīng)用程序而設(shè)計。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，以上這些技術(shù)接觸的估計都不多，Spring 5 其實也提供了響應(yīng)式編程模塊 Spring Webflux，大家任意學(xué)習(xí)一種，掌握這種編程方式即可。

對了，提到響應(yīng)式，有些同學(xué)可能會想到 Netty，但嚴格來說，Netty 可不是響應(yīng)式編程框架，而是一個高性能的網(wǎng)絡(luò)通訊框架，因為它不具備響應(yīng)式編程中數(shù)據(jù)流處理的特性。

5、無服務(wù)器計算

無服務(wù)器計算（Serverless Computing）并不是指真的不需要服務(wù)器，而是簡化應(yīng)用程序的部署和管理，使開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂诰帉懘a而不必關(guān)注底層的服務(wù)器管理和運維細節(jié)。

相關(guān)技術(shù)：

• AWS Lambda：一個允許您在不配置或管理服務(wù)器的情況下運行代碼的服務(wù)。
• Azure Functions：一個解決方案，用于在云中輕松運行小塊代碼或 “函數(shù)”。
• Google Cloud Functions：輕量級的事件驅(qū)動異步計算解決方案。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，學(xué)會使用大廠的云服務(wù)平臺來部署項目即可。

6、事件驅(qū)動架構(gòu)

事件驅(qū)動架構(gòu)是一種軟件架構(gòu)模式，其核心思想是系統(tǒng)的各個組件之間通過事件進行通信和協(xié)作。組件可以是獨立的微服務(wù)、函數(shù)或模塊，它們通過發(fā)送和接收事件來實現(xiàn)松耦合、高內(nèi)聚的系統(tǒng)設(shè)計。

相關(guān)技術(shù)：

• Apache Kafka：一個分布式事件流平臺，每天可以處理數(shù)萬億個事件。
• RabbitMQ：支持多種消息協(xié)議的可靠消息系統(tǒng)。
• AWS SNS/SQS：簡單通知服務(wù)（SNS）和簡單隊列服務(wù)（SQS），用于可擴展的消息隊列。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，要理解事件驅(qū)動架構(gòu)是什么，并且學(xué)會使用任意一種消息隊列（比如 RabbitMQ 或 Kafka）來實現(xiàn)這種架構(gòu)。消息的發(fā)送和消費就可以理解為事件的發(fā)送和接受。

7、安全校驗

實施強大的安全措施以保護應(yīng)用程序免受威脅和漏洞的侵害是任何架構(gòu)師的首要任務(wù)。

相關(guān)技術(shù)：

• Spring Security：一個強大且可定制的身份驗證和訪問控制框架。
• OWASP 工具：來自開放 Web 應(yīng)用程序安全項目的各種工具和資源。
• JWT (JSON Web Tokens)：用于在兩方之間傳輸緊湊的、URL 安全的信息。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，JWT 和 Spring Security 是必學(xué)的，可以用它們實現(xiàn)登錄、授權(quán)、權(quán)限管理功能。

8、DevOps 和 CI/CD

DevOps 是一種整合了開發(fā)和運維的實踐和方法論，是指通過自動化和協(xié)作來加速軟件交付和增強產(chǎn)品質(zhì)量。

CI/CD 是 DevOps 實踐的關(guān)鍵組成部分。CI 指持續(xù)集成，開發(fā)人員頻繁地將代碼集成到共享存儲庫中，并通過自動化構(gòu)建和測試來驗證代碼的可靠性。CD 指持續(xù)部署（交付），通過持續(xù)集成流程驗證的代碼能夠自動做好部署到生產(chǎn)環(huán)境的準備，但是部署過程可能需要人工觸發(fā)。

相關(guān)技術(shù)：

• Jenkins：一個開源自動化服務(wù)器，支持構(gòu)建、部署和自動化項目。
• GitLab CI/CD：提供與 GitLab 集成的強大 CI/CD 管道支持。
• Travis CI：一個用于構(gòu)建和測試托管在 GitHub 上的項目的持續(xù)集成服務(wù)。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，通過 GitHub Actions 或 GitLab CI/CD 來了解怎么使用 CI/CD 即可，不必自己搭建一個 CI/CD 系統(tǒng)了，一般公司也會提供現(xiàn)成的平臺。

9、API 和集成

設(shè)計健壯的 API 以確保不同系統(tǒng)之間的無縫通信，這是微服務(wù)和混合云環(huán)境的關(guān)鍵。

相關(guān)技術(shù)：

• REST：一種設(shè)計網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的架構(gòu)風(fēng)格。
• GraphQL：用于 API 的查詢語言，可以根據(jù)預(yù)定義的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)來執(zhí)行查詢。
• OpenAPI/Swagger：用于設(shè)計、構(gòu)建、記錄和使用 RESTful Web 服務(wù)的工具（接口文檔）。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，要能夠熟練地設(shè)計出一套 RESTful 的 API，并且要會使用 Swagger 為項目快速生成接口文檔。至于 GraphQL，不是必學(xué)的，但是也建議了解一下，有助于提升基于數(shù)據(jù)定義的系統(tǒng)設(shè)計思維。

10、數(shù)據(jù)管理和 NoSQL 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是 Java 開發(fā)的基本功，能夠有效管理和處理大量數(shù)據(jù)、并且理解 NoSQL 數(shù)據(jù)庫，對于開發(fā)高性能、可擴展的程序至關(guān)重要。

相關(guān)技術(shù)：

• MySQL：主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，不多說了。
• MongoDB：一個具有按需查詢和索引功能的、靈活的、可擴展的文檔數(shù)據(jù)庫。
• Cassandra：一個設(shè)計用于處理大量數(shù)據(jù)的分布式 NoSQL 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
• Redis：分布式的內(nèi)存鍵值對存儲數(shù)據(jù)庫，可用作緩存和消息代理。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，MySQL 和 Redis 是必學(xué)的，同時最好了解下 MongoDB 和 MySQL 的區(qū)別，Cassandra 不是必學(xué)項。

11、分布式系統(tǒng)

設(shè)計和管理具有高可用性和容錯能力的分布式系統(tǒng)，這對于企業(yè)大規(guī)模應(yīng)用程序的開發(fā)至關(guān)重要。

相關(guān)技術(shù)：

• Apache Zookeeper：分布式協(xié)調(diào)服務(wù)，可用于維護配置信息、實現(xiàn)名字服務(wù)、提供分布式同步、提供組服務(wù)等。
• Consul：提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)、配置和分段功能的中間件。
• Netflix Eureka：一個基于 REST 的服務(wù)，主要用于 AWS 云中，可用于實現(xiàn)服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)，以進行負載均衡和故障切換。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，推薦學(xué)習(xí) Dubbo RPC 框架、Zookeeper 中間件和 Spring Cloud 框架，基本上就能夠開發(fā)分布式系統(tǒng)了。Zookeeper 一定要認真學(xué)，這玩意的應(yīng)用場景太多了，很多大數(shù)據(jù)組件（比如 Hadoop）都用到了 Zookeeper 來實現(xiàn)高可用。

12、并發(fā)和并行

其實就是并發(fā)編程嘛，如何編排設(shè)計出合理的并發(fā)程序、如何利用并發(fā)和并行提高執(zhí)行效率，是架構(gòu)師要掌握的關(guān)鍵技能。

相關(guān)技術(shù)：

• Java 并發(fā)框架：比如經(jīng)典的 JUC，提供了很多并發(fā)類庫。
• Fork/Join 框架：簡化了并行應(yīng)用程序的開發(fā)過程。
• Reactive Streams：提供一個具有非阻塞背壓特性的異步流處理標準。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，JUC 是必備技能，剛開始學(xué)習(xí)時，先會用 JUC 中的類來實現(xiàn)并發(fā)即可；等有時間了，需要閱讀一些并發(fā)編程相關(guān)的書籍，理解并發(fā)編程底層的原理、并通過實際項目開發(fā)來提升并發(fā)程序的設(shè)計能力。

13、性能調(diào)優(yōu)和優(yōu)化

調(diào)優(yōu)技術(shù)也是區(qū)分開發(fā)者和架構(gòu)師能力的關(guān)鍵，架構(gòu)師需要定期調(diào)優(yōu) Java 應(yīng)用程序，確保其在不同條件和規(guī)模下高效運行。

相關(guān)技術(shù)：

• Java Mission Control：用于監(jiān)控、管理和故障排除 Java 應(yīng)用程序的一套工具。
• VisualVM：一個集成了多個命令行 JDK 工具和輕量級性能分析功能的可視化工具。
• JProfiler：一個強大的 Java 分析器，有助于排除性能瓶頸。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，可以先通過做項目和閱讀文章掌握一些基本的程序優(yōu)化思路，等有一定開發(fā)能力后，可以專門去學(xué)習(xí)下 JVM 原理、以及如何使用工具來分析和調(diào)優(yōu) JVM。

14、理解 Java 生態(tài)系統(tǒng)和更新

雖然大多數(shù)開發(fā)者使用的都是老版本的 Java（比如 Java 8），但架構(gòu)師可不能只會 Java 8，要持續(xù)理解 Java 的更新和生態(tài)系統(tǒng)，確保使用最有效和安全的版本特性。

相關(guān)技術(shù)：

• JDK 17+：最新的長期支持 (LTS) 版本的 Java。
• OpenJDK：Java 平臺標準版的免費開源實現(xiàn)。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，大多數(shù)項目用 Java 8 就足夠了，但是也建議學(xué)習(xí)下 Java 11 和 Java 17 的新特性，現(xiàn)在用這些版本的公司也越來越多了。

15、架構(gòu)模式和最佳實踐

架構(gòu)師架構(gòu)師，要能夠根據(jù)具體的場景設(shè)計選擇合適的架構(gòu)模式，使應(yīng)用程序更加健壯和可維護。

相關(guān)技術(shù)：

• MVC (模型-視圖-控制器)：開發(fā)用戶界面常用的架構(gòu)模式，比如 Spring MVC 框架。
• CQRS (命令查詢責(zé)任分離)：一種將讀取和更新操作分離到數(shù)據(jù)存儲中的模式。
• Event Sourcing（事件溯源）：將業(yè)務(wù)實體的狀態(tài)存儲為狀態(tài)變化事件的序列。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，MVC 應(yīng)該是最熟悉的，不多說了。在能夠熟練開發(fā)出基本的 CRUD 程序后，建議學(xué)習(xí)下 23 種經(jīng)典的策略模式，尤其是單例模式、工廠模式、策略模式、代理模式等等，有助于我們設(shè)計出可擴展的程序，并且更好地學(xué)習(xí)大佬的源碼。

16、測試和測試驅(qū)動開發(fā) (TDD)

TDD（Test-Driven Development）是一種軟件開發(fā)方法論，其實很好理解，就是在編寫實際代碼之前，先編寫測試代碼，然后持續(xù)編寫代碼直到所有測試都通過。這樣做可以幫助開發(fā)者更全面地覆蓋代碼的各個分支和邊界條件，而且每次修改后立即運行測試，能夠快速獲得程序正確與否的反饋。

相關(guān)技術(shù)：

• JUnit：一個簡單的單元測試框架，用于編寫可重復(fù)的測試。
• Mockito：一個用于 Java 單元測試的模擬框架。
• Selenium：用于測試網(wǎng)頁應(yīng)用的框架，是一個經(jīng)典的爬蟲工具。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，必須要會使用 JUnit 編寫單元測試，Mockito 的學(xué)習(xí)成本不高，最好也去了解下如何使用。TDD 了解一下就好，一般自己做項目也很少用到，企業(yè)中也有專門的測試同學(xué)出用例。

17、圖數(shù)據(jù)庫

圖數(shù)據(jù)庫能夠高效地處理高度連接的數(shù)據(jù)，這在現(xiàn)代應(yīng)用開發(fā)中越來越重要。

相關(guān)技術(shù)：

• Neo4j：高度可擴展的本地圖數(shù)據(jù)庫，專門設(shè)計用于管理和利用數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。
• Amazon Neptune：一個完全托管的圖數(shù)據(jù)庫服務(wù)。
• ArangoDB：一種本地多模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，圖數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用并不多（相比于 MySQL、MongoDB 來說），不是必學(xué)的技術(shù)，作為擴展知識了解即可。

18、大數(shù)據(jù)與分析

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和分析工具對大型數(shù)據(jù)集進行處理，是從中提取寶貴見解所必不可少的。

相關(guān)技術(shù)：

• Apache Hadoop：知名的大數(shù)據(jù)開源框架，允許在集群上進行大數(shù)據(jù)集的分布式處理。
• Apache Spark：統(tǒng)一的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理分析引擎。
• Elasticsearch：一個分布式的、RESTful 的搜索和分析引擎。

對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，大數(shù)據(jù)也不是必學(xué)的技術(shù)，但 Elasticsearch 是需要學(xué)習(xí)的，因為它的核心應(yīng)用場景是搜索，而搜索幾乎是每個應(yīng)用都要有的功能。大數(shù)據(jù)開發(fā)和 Java 開發(fā)有一定的相關(guān)性（比如都要寫 SQL），在學(xué)完后端技術(shù)棧后，建議大家優(yōu)先去學(xué)大數(shù)據(jù)，能夠?qū)W到很多數(shù)據(jù)處理的方法和分布式的思想，便于后續(xù)開發(fā)中處理海量的數(shù)據(jù)。

19、人工智能與機器學(xué)習(xí)

現(xiàn)在 AI 有多火不言而喻，學(xué)習(xí)人工智能和機器學(xué)習(xí)也能夠為我們成為優(yōu)秀的架構(gòu)師增加可能性和競爭力。

相關(guān)技術(shù)：

• TensorFlow：一個開源機器學(xué)習(xí)庫。
• Deeplearning4j：面向 JVM 的深度學(xué)習(xí)庫。
• Weka：一組用于數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)的機器學(xué)習(xí)算法。

人工智能的學(xué)習(xí)成本還是很高的，對于國內(nèi) Java 開發(fā)者，先會調(diào)用別人提供的大模型接口，能利用 AI 開發(fā)出應(yīng)用程序就行。

20、區(qū)塊鏈技術(shù)

理解區(qū)塊鏈的基本原理及其潛在應(yīng)用，可以幫助我們設(shè)計出更安全的、去中心化的應(yīng)用程序。

相關(guān)技術(shù)：

• Hyperledger Fabric：一個具有權(quán)限控制能力的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施。
• Ethereum：一個運行智能合約的去中心化平臺。
• Corda：專為企業(yè)設(shè)計的開源區(qū)塊鏈平臺。

雖然 Java 不是區(qū)塊鏈開發(fā)的主語言，但是我也建議 Java 開發(fā)者接觸下區(qū)塊鏈、學(xué)習(xí)如何開發(fā)去中心化的程序，畢竟技術(shù)是好的。

最后

以上就是本期分享，搞了好幾千字，可以看到，想成為一名優(yōu)秀的 Java 架構(gòu)師還是很不容易的。學(xué)無止境，希望朋友們能持續(xù)關(guān)注最新技術(shù)、學(xué)習(xí)最佳實踐，蹭蹭漲薪。

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