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【稿件】作為開發(fā)者，如果能充分利用好開源項目中的資源，不僅能提高實踐能力，專業(yè)知識水平，還能從中學(xué)到優(yōu)秀的架構(gòu)思想。
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本文將提供一些學(xué)習(xí)開源項目的思路，相信看了這篇文章，小白也可學(xué)習(xí)讀懂開源項目，不必再對著高大上的開源項目望而生畏，淺嘗輒止。
學(xué)習(xí)的價值
總結(jié)起來，學(xué)習(xí)開源項目的價值主要包括以下幾點：
專業(yè)水平的提升
很多通用的專業(yè)知識，在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)去到哪個公司都能通用，特別是底層方面的知識，可以在開源項目中學(xué)到，比如多線程處理、網(wǎng)絡(luò)通信、操作系統(tǒng)處理等。
舉個例子，通過學(xué)習(xí) Redis 的 RDB 持久化模式的“會將當(dāng)前內(nèi)存中的數(shù)據(jù)庫快照保存到磁盤文件中”，可以學(xué)習(xí)到在操作系統(tǒng) fork 一個子進程來實現(xiàn)，再繼續(xù)深入的話，就涉及到父子進程機制，copy-on-write 技術(shù)。
這些專業(yè)知識之間是可以聯(lián)系起來的并且像一顆大樹一樣自我生長，但是當(dāng)沒理解透徹，自然沒法產(chǎn)生聯(lián)系，也就不能夠自我生長了。
當(dāng)我們對開源項目的關(guān)鍵的點理解清晰，知識也隨著自我生長，也就如滾雪球一樣可以滾起來了。
解決問題能力的提升
通過學(xué)習(xí)開源項目的實現(xiàn)，出現(xiàn)線上問題時，可以快速定位問題癥結(jié)所在，通過修改配置或者修改源代碼來解決；或者當(dāng)業(yè)務(wù)需求沒有合適的開源項目能滿足時，可以改造現(xiàn)有的開源項目來滿足業(yè)務(wù)。
作為要優(yōu)秀開發(fā)，避免陷入“API 操作工”的被動局面，學(xué)習(xí)開源項目的一個很重要目的就是知道其功能點是如何實現(xiàn)且優(yōu)化的。
學(xué)習(xí)其中的知識好比公式的推導(dǎo)過程，掌握基本 API 使用好比會數(shù)學(xué)公式可以應(yīng)付考試。
但是理解好的推導(dǎo)過程根據(jù)有助于記憶和理解，知其然也要知其所以然，當(dāng)遇那些沒法套公式的情況下，我們也知道如何解決。
思維的提升
通過學(xué)習(xí)成熟的開源項目的優(yōu)秀架構(gòu)，可以總結(jié)和理解一些軟件設(shè)計常用的架構(gòu)思路。
例如實現(xiàn)高可用，主要是通過集群的數(shù)據(jù)冗余；例如 Kafka 集群，HDSF 集群，實現(xiàn)可擴展可以考慮把變化層和不變層隔離，把業(yè)務(wù)實現(xiàn)抽象化；例如 Spring 的預(yù)留的一些可擴展接口。
常見錯誤觀點
學(xué)習(xí)開源項目有一些常見的錯誤觀點，導(dǎo)致新手容易望而生畏而輕易放棄，或者浪費大量時間而收獲不大。
“學(xué)習(xí)開源項目是架構(gòu)師，技術(shù)大牛的事，我作為新手根本難以學(xué)會，就算學(xué)了也用不到”
學(xué)習(xí)是一個過程，不是一朝一夕就可以成為大牛的，但是只要踏出第一步，總會有可能實現(xiàn)大牛夢想的。
另一方面，通過不斷復(fù)盤不斷總結(jié)，加以合適的方法論指導(dǎo)，相信是可以有所收獲，能力得到提升的。
學(xué)習(xí)之后對于邏輯思維，知識體系的構(gòu)建相信會有很大提升，即使項目沒用到具體的開源項目，以后遇到相關(guān)問題可以觸類旁通，舉一反三，也是一種進步。
“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法很重要，我只要學(xué)習(xí)這項目中的兩方面就可以了”
不要只盯著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，這兩點在開源項目中并沒有那么重要。
例如 Netty 中的超時隊列是基于紅黑樹來實現(xiàn)的，我們其實只需要知道這一點就夠了，除非需要改造這方面的功能。更重要的是理解系統(tǒng)的設(shè)計，功能的實現(xiàn)方案。
“一頭扎進源碼進行學(xué)習(xí)”
很多新手篤信社區(qū)論壇流行的一句話：“Talk is cheap，show me the code”，一頭扎進源碼閱讀，卻最后陷入源碼的泥潭中，在層層代碼函數(shù)跳轉(zhuǎn)中迷失了方向。
其實學(xué)習(xí)開源項目應(yīng)該是自頂而下的，最底層的源碼應(yīng)該是最后才開始學(xué)習(xí)，在此之前，需要學(xué)習(xí)項目相關(guān)架構(gòu)設(shè)計方面的知識。
有了這些知識，就仿佛數(shù)據(jù)庫有了索引，按照知識索引來進行源碼針對性突破，如巡航導(dǎo)彈精準爆破，自然比地毯式轟炸更起到事半功倍的作用。
學(xué)習(xí)的四個層次
根據(jù)學(xué)習(xí)理解的深入程度不同，可以把學(xué)習(xí)分為 4 個層次，如上圖所示。
基礎(chǔ)學(xué)習(xí)
對項目有一個大概性、基礎(chǔ)性的了解，比如項目是什么，有什么作用，大概怎么用，解決了什么問題。
在面試中，不少初入職場的人的簡歷寫到用到眾多的技術(shù)框架，實際上往往僅僅只到了這個層次，再深入往下問，便支支吾吾答不上來了。
檢視學(xué)習(xí)
對項目有一個系統(tǒng)性的了解，系統(tǒng)的各方面功能，基本原理，優(yōu)缺點，使用場景，各配置項、API 使用。
在實際工作中，如果作為一個團隊的普通成員，達到這個級別已經(jīng)可以滿足基本業(yè)務(wù)開發(fā)需求，但是如果想有更高的技術(shù)追求，僅僅到此是不夠的。
分析學(xué)習(xí)
在檢視學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對開源項目的各項性能參數(shù)，各自場景性能調(diào)優(yōu)有比較全面的了解和實踐經(jīng)驗。
到達這個層次，在項目生產(chǎn)中，已經(jīng)有獨當(dāng)一面的能力，有一定能力承擔(dān)核心主力開發(fā)的角色。
主題學(xué)習(xí)
在分析學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對開源項目的關(guān)鍵功能模塊的源碼有所了解，能夠根據(jù)實際需要封裝、修改源碼，或者借鑒項目造出新的輪子。
到達這個層次，往往有一定能力承擔(dān)技術(shù)負責(zé)人、技術(shù)帶頭人的角色。
學(xué)習(xí)的四個步驟
針對上面提到的學(xué)習(xí)的層次，下面介紹如何“自頂而下”學(xué)習(xí)，來達到這 4 個層次。
步驟 1：基礎(chǔ)性了解學(xué)習(xí)
目標是達到基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的層次，對項目有大概性的了解，包括項目背景，解決的問題場景，項目功能，使用場景，基本的 API 使用。通過查找官方文檔、相關(guān)博客、視頻資料學(xué)習(xí)即可。
通過對系統(tǒng)有大概性了解之后，會自然而然有一些疑問，例如實現(xiàn)的原理，優(yōu)缺點等，后續(xù)學(xué)習(xí)帶著這些疑問進行學(xué)習(xí)會更高效。
步驟 2：系統(tǒng)性學(xué)習(xí)與實踐
目標是達到檢視學(xué)習(xí)的層次，對項目有系統(tǒng)性、全面性的了解，包括項目的功能、組成模塊、基本原理、使用場景、配置項、API 使用、與其他類似項目的優(yōu)缺點比較等。方法步驟如下：
安裝運行
按照相關(guān)文檔，安裝運行項目。在這個過程中，需要關(guān)注：
- 系統(tǒng)的依賴組件，因為依賴組件是系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的基礎(chǔ)，可以了解系統(tǒng)一下關(guān)鍵信息。
例如 Memcached 最重要的依賴是高性能的網(wǎng)絡(luò)庫 libevent，我們就能大概推測 Memcached 的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)應(yīng)該是 Reactor 模型的。
- 安裝目錄，常見的安裝目錄是 conf 存放配置文件，logs 存放日志文件，bin 存放日志文件。
而不同項目有些特殊目錄，比如 Nginx 有 HTML 目錄，這種目錄能促使我們帶著相關(guān)疑問繼續(xù)去研究學(xué)習(xí)，帶著問題去學(xué)習(xí)效率是最高的。
- 系統(tǒng)提供的工具，需要特別“關(guān)注命令行和配置文件”，它們提供 2 個非常重要的關(guān)鍵信息，系統(tǒng)具備哪些能力和系統(tǒng)將會如何運行。這些信息是我們學(xué)習(xí)系統(tǒng)內(nèi)部機制和原理的一個觀察窗口。
通常情況下，如果對每個命令行參數(shù)和配置項的作用和原理基本掌握了解的話，基本上對系統(tǒng)已經(jīng)很熟悉了。實踐中，可以不斷嘗試去修改配置項，然后觀察系統(tǒng)有什么變化。
系統(tǒng)性研究原理與特性
這點相當(dāng)重要，因為只有清楚掌握技術(shù)的原理特性，才能算真正掌握這門技術(shù)，才能做架構(gòu)設(shè)計的時候做出合理的選擇。
在這個過程中，需要重點關(guān)注：
- 關(guān)鍵特性的基本實現(xiàn)原理，關(guān)鍵特性是該開源項目流行的重要賣點，常見的有高性能、高可用、可擴展等特性，項目是如何做到的，這是我們需要重點關(guān)注的地方。
- 優(yōu)缺點比對分析，優(yōu)缺點主要通過對比來分析，即：我們將兩個類似的系統(tǒng)進行對比，看看它們的實現(xiàn)差異，以及不同的實現(xiàn)優(yōu)缺點都是什么。
典型的對比有 Memcached 和 Redis、Kafka 和 ActiveMQ、RocketMQ的比較。
- 使用場景，項目在哪些場景適用，哪些場景不適用，業(yè)界適用的常見案例等。
在此階段可以通過學(xué)習(xí)官方技術(shù)設(shè)計文檔，架構(gòu)圖，原理圖，或者相關(guān)技術(shù)博客，通常比較熱門的開源項目都有很多分析文檔，我們可以站在前人的基礎(chǔ)上避免重復(fù)投入。
但需要注意的是，由于經(jīng)驗、水平、關(guān)注點、使用的版本不同等差異，不同的人分析的結(jié)論可能有差異，甚至有的是錯誤的，因此不能完全參照。
一個比較好的方式就是多方對照，也就是說看很多篇分析文檔，比較它們的內(nèi)容共同點和差異點。
同時，如果有些技術(shù)點難以查到資料，自己又不確定，可以通過寫 Example 進行驗證，通過日志打印、調(diào)試、監(jiān)測工具觀察理解具體的細節(jié)。
例如可以寫一個簡單程序使用 Netty，通過抓包工具觀察網(wǎng)絡(luò)包來理解其中的實現(xiàn)。
步驟 3：系統(tǒng)測試
如果只是自己學(xué)習(xí)和研究，可以參考網(wǎng)上測試和分析的文檔，但是如果要在生產(chǎn)環(huán)境投入使用必須進行測試。
因為網(wǎng)上搜的測試結(jié)果，不一定與自己的業(yè)務(wù)場景很契合，如果簡單參考別人的測試結(jié)果，很可能會得出錯誤的結(jié)論，或者使用的版本不同，測試結(jié)果差異也比較大。
要特別注意的是，測試必須建立在對這個開源項目有“系統(tǒng)性”了解的基礎(chǔ)上，不能安裝完就立馬測試。
否則可能會因為配置項不對，使用方法不當(dāng)，導(dǎo)致沒有根據(jù)業(yè)務(wù)的特點搭建正確的環(huán)境、沒有設(shè)計合理的測試用例，從而使得最終的測試結(jié)果得出了錯誤結(jié)論，誤導(dǎo)了設(shè)計決策。
下面提供測試常見的思路參考，需要根據(jù)具體項目具體業(yè)務(wù)進行測試用例的設(shè)計：
核對每個配置項的作用和影響，識別出關(guān)鍵配置項。
進行多種場景的性能測試。
進行壓力測試，連續(xù)跑幾天，觀察 CPU、內(nèi)存、磁盤 IO 等指標波動。
進行故障測試：Kill，斷電、拔網(wǎng)線、重啟 100 次以上、倒換等。
步驟 4：關(guān)鍵源碼學(xué)習(xí)
鉆研、領(lǐng)悟該項目的各種設(shè)計思想與代碼實現(xiàn)細節(jié)，基本定位是“精通”，精益求精，學(xué)無止境。這是大神們追求的境界。
如果希望成為團隊技術(shù)擔(dān)當(dāng)、項目社區(qū)的重要貢獻者，則應(yīng)當(dāng)以這個層次作為努力的目標。
代碼不僅是讀，還要理和試，有的人連 API 都沒有調(diào)用過，上來就看代碼，以為省了時間，實際是邁向自我摧殘。
對源碼進行理和試的關(guān)鍵如下：
在 IDE 拿到調(diào)用棧
在 IDE 里讀。IDE 里可以方便跳轉(zhuǎn)，查看定義，比起網(wǎng)頁上看效率高得多。
通過 IDE 工具，運行 Example 程序進行跟蹤調(diào)試，通過打斷點可以得到程序運行的調(diào)用棧。盡可能編譯調(diào)試。能調(diào)試的代碼，幾乎沒有看不懂的。
把調(diào)用棧畫下來
把代碼的調(diào)用邏輯梳理出來之后，再通過畫圖工具，把代碼的圖畫出來，可以畫：流程圖、類圖、調(diào)用圖、時序圖，根據(jù)實際情況選擇最有表現(xiàn)力的圖。
此外，平時多了解一些設(shè)計模式。這樣看到名字里有 Proxy、Builder、Factory 之類的，就心領(lǐng)神會了。
橫向分層，縱向分塊。代碼都是分模塊的，有的是 core，有的是 util，parser 之類的，要知道看的是哪一層，那一塊。
有的小項目分層不明顯，也不必強求。要看的不只是語法上的技巧，更重要的是設(shè)計上的思路和原理。
讀沒讀懂，最簡單的標準是，假如給充足的時間，有沒有信心寫出一個差不多的東西來。
步驟總結(jié)
實際實踐操作中，完整執(zhí)行上面 5 個步驟花費時間就長，通常情況下，前面 2 個步驟，在研究開源項目的時候都必不可少。
第 3 個步驟可以在工作中打算采用開源項目才實施，第 4 個步驟在有一定的時間和精力下靈活安排時間做。
與其每個項目走馬觀花去簡單了解，不如集中火力把一個項目研究吃透，即使半年才吃透一個，積累幾年之后數(shù)量還是很可觀的。
而且很多項目的思想是共同的，例如高可用方案、分布式協(xié)議等，研究透一個，再研究類似項目，你會發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)速度非?？?，因為已經(jīng)把共性的部分掌握了，只需要再研究新項目差異的部分。
同時，在學(xué)習(xí)的過程中，需要不斷總結(jié)，復(fù)盤，輸出學(xué)習(xí)筆記，一方面鍛煉邏輯思維能力；一方面有利于建立知識索引，過一段時間回顧的時候通過索引可以快速重新掌握知識，不容易遺忘。
參考資料：
- 從0開始學(xué)架構(gòu) —— Alibaba 李運華
- 如何高效的學(xué)習(xí)掌握新技術(shù)
- 學(xué)習(xí)開源項目的若干建議
- 我是如何閱讀開源項目的源代碼的
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文章標題：小白也能玩轉(zhuǎn)開源項目，你與大神只差這幾步！
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