得益于開源運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展，眾多技術(shù)頂尖的公司、團(tuán)隊(duì)或者個(gè)人通過開源的方式向技術(shù)社區(qū)貢獻(xiàn)了許多優(yōu)秀的開源項(xiàng)目，一方面大大促進(jìn)了整體技術(shù)的發(fā)展，另一方面大大減輕了中小公司和團(tuán)隊(duì)在技術(shù)方面的投入壓力，讓團(tuán)隊(duì)能夠更加聚焦于業(yè)務(wù)。

開源項(xiàng)目對(duì)團(tuán)隊(duì)和業(yè)務(wù)有很大好處，但對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如果只是簡(jiǎn)單的采取“拿來(lái)主義”，那就變成一個(gè)陷阱：看似很快的用開源項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了需求，但自己的技術(shù)水平并沒有什么提升；甚至可能出現(xiàn)看起來(lái)用了很多開源項(xiàng)目，知道很多項(xiàng)目名稱，但技術(shù)水平止步不前的窘境。

因此，對(duì)于開源項(xiàng)目，不能簡(jiǎn)單的采取“拿來(lái)主義”，而要比較深入的去學(xué)習(xí)開源項(xiàng)目，做到“知其然，知其所以然”，一方面是為了更好地應(yīng)用這些開源項(xiàng)目，另一方面也是為了通過學(xué)習(xí)優(yōu)秀的開源項(xiàng)目來(lái)提升自己的能力。

很多技術(shù)同學(xué)確實(shí)也想深入學(xué)習(xí)一些業(yè)界成熟和優(yōu)秀的開源項(xiàng)目，例如 Nginx、Redis、Netty 等，但是在具體實(shí)踐的時(shí)候，常常因?yàn)橐恍┎徽_的觀點(diǎn)而誤入歧途，例如：

• 只有開發(fā)這些開源項(xiàng)目的人才能真正理解，我沒法參與這個(gè)項(xiàng)目開發(fā)，因此我很難深入理解。

• 我的項(xiàng)目沒有用 Redis，不用的話很難深入理解。

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法很重要，所以我只要研究其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法就夠了，例如 Nginx 用的紅黑樹。

• “Talk is cheap, show me the code”，一頭扎進(jìn)源碼逐行閱讀。

這些觀點(diǎn)要么讓自己望而生畏從而輕易放棄，要么讓自己浪費(fèi)大量時(shí)間而沒有多大收獲。那究竟要怎樣做才是正確的呢？下面我結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)談?wù)勎覍?duì)如何學(xué)習(xí)開源項(xiàng)目的看法。

例如，要理解 Redis 的網(wǎng)絡(luò)模型，我們不需要成為 Redis 的開發(fā)者，也不需要一定要用到 Redis，只要具備一定的網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)，再通過閱讀 Redis 的源碼，都可以學(xué)習(xí) Redis 這種單進(jìn)程的 Reactor 模型。

例如，Nginx 使用紅黑樹來(lái)管理定時(shí)器，對(duì)于絕大部分人來(lái)說(shuō)，只要知道這點(diǎn)就夠了，并不需要去研究 Nginx 實(shí)現(xiàn)紅黑樹的源碼是如何寫的，除非你需要修改這部分，但我認(rèn)為極少人會(huì)有這個(gè)需求。

不要一上來(lái)就去看源碼，而是要基本掌握了功能、原理、關(guān)鍵設(shè)計(jì)之后再去看源碼，看源碼的主要目的是為了學(xué)習(xí)其代碼的寫作方式，以及關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

例如，Redis 的 RDB 持久化模式“會(huì)將當(dāng)前內(nèi)存中的數(shù)據(jù)庫(kù)快照保存到磁盤文件中”，那這里所謂的“數(shù)據(jù)庫(kù)快照”到底是怎么做的呢？在 Linux 平臺(tái)上其實(shí)就是 fork 一個(gè)子進(jìn)程來(lái)保存就可以了；那為何 fork 子進(jìn)程就生成了數(shù)據(jù)庫(kù)快照了呢？這又和 Linux 的父子進(jìn)程機(jī)制以及 copy-on-write 技術(shù)相關(guān)了。

通過這種方式，既能夠快速掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)（Redis 的 RDB 模式），又能夠掌握具體的編程技巧（內(nèi)存快照）。

接下來(lái)我詳細(xì)談?wù)劇白皂斚蛳隆钡膶W(xué)習(xí)方法和步驟。

很多人看到“安裝”這個(gè)步驟都可能會(huì)覺得有點(diǎn)不以為然：“不就是對(duì)照手冊(cè)執(zhí)行一下命令么，沒什么技術(shù)含量，用的時(shí)候裝一下就可以了”。事實(shí)上，安裝步驟遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這么簡(jiǎn)單，通過具體的安裝過程，你可以獲取到如下一些關(guān)鍵信息：

這個(gè)系統(tǒng)的依賴組件，而依賴的組件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)

以 Nginx 為例，源碼安裝 Nginx 依賴的庫(kù)有 pcre、pcre-devel、openssl、openssl-devel、zlib，光從名字上看都能夠了解一些信息，例如 openssl 可能和 https 有關(guān)，zlib 可能和壓縮有關(guān)。

再以 Memcache 為例，最大的依賴就是 libevent，而根據(jù) libevent 是一個(gè)高性能的網(wǎng)絡(luò)庫(kù)，我們就能大概推測(cè) Memcache 的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)應(yīng)該是 Reactor 模型的。

安裝目錄也能夠提供一些使用和運(yùn)行的基本信息

例如，Nginx 安裝完成后，目錄如下：

這個(gè)目錄提供的信息有：conf 是存放配置文件的，logs 是存放日志的，sbin 是運(yùn)行程序，但是 html 是什么呢？這個(gè)疑問會(huì)促使你繼續(xù)去研究和學(xué)習(xí)。

再來(lái)看看 Redis，安裝完成后，目錄下只有一個(gè) bin 目錄，具體如下：

我相信大部分人看到這目錄都會(huì)感到有點(diǎn)驚訝：這也太簡(jiǎn)單了吧，尤其是與 Nginx 相比！因此也會(huì)自然而然的有一些疑問，例如 Redis 如何配置？Redis 日志保存在哪里？這些疑問同樣會(huì)促使你繼續(xù)去研究和學(xué)習(xí)，帶著問題去學(xué)習(xí)效率是最高的。

系統(tǒng)提供了哪些工具方便我們使用

同樣以 Redis 為例，你可以看到 redis-benchmark、redis-check-aof 等程序，從名字能夠大概猜出這些工具的基本使用場(chǎng)景，而這些工具在后面故障定位和處理、性能測(cè)試等場(chǎng)景可能非常方便。

安裝完成后，我們需要真正將系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)，運(yùn)行系統(tǒng)的時(shí)候有兩個(gè)地方要特別關(guān)注：命令行和配置文件，它們主要提供了兩個(gè)非常關(guān)鍵的信息：系統(tǒng)具備哪些能力和系統(tǒng)將會(huì)如何運(yùn)行。這些信息是我們窺視系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制和原理的一扇窗口。

例如，下面是 Memcache 的啟動(dòng)參數(shù)一部分：

通過這幾個(gè)啟動(dòng)參數(shù)，你可以獲取如下一些信息：

• Memcache 支持 UNIX socket 通信和 TCP 通信。

• Memcache 可以指定內(nèi)存大小。

• lock memory 看起來(lái)和內(nèi)存有關(guān)，但具體是什么意思？配置和不配置有什么區(qū)別么？

通常情況下，如果我們將每個(gè)命令行參數(shù)和配置項(xiàng)的作用和原理都全部掌握清楚了的話，基本上對(duì)系統(tǒng)已經(jīng)很熟悉了。我的一個(gè)習(xí)慣是不管三七二十一，先把所有的配置項(xiàng)全部研究一遍，包括配置項(xiàng)的原理、作用、影響，并且嘗試去修改配置項(xiàng)然后看看系統(tǒng)會(huì)有什么變化。例如，將 Memcache 的“--conn-limit”改為 1 后，查看多個(gè)連接請(qǐng)求時(shí) Memecache 會(huì)返回什么錯(cuò)誤、記錄什么日志等。

完成前兩個(gè)步驟后，我們對(duì)系統(tǒng)已經(jīng)有了初步的感覺和理解，此時(shí)可以更進(jìn)一步去研究其原理。其實(shí)在研究命令行和配置項(xiàng)的時(shí)候已經(jīng)涉及一部分原理了，但是還不系統(tǒng)，因此我們要專門針對(duì)原理進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。這里的關(guān)鍵就是“系統(tǒng)性”三個(gè)字，怎么才算系統(tǒng)性呢？主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

關(guān)鍵特性的基本實(shí)現(xiàn)原理

每個(gè)流行的開源項(xiàng)目之所以能夠受到大眾的歡迎，肯定是有一些賣點(diǎn)的，常見的有高性能、高可用、可擴(kuò)展等特性，那到底這些項(xiàng)目是如何做到其所宣稱的那么牛的呢？這些牛 X 的技術(shù)實(shí)現(xiàn)就是我們要學(xué)習(xí)的地方。

例如，Memcache 的高性能具體是怎么做到的呢？首先是基于 libevent 實(shí)現(xiàn)了高性能的網(wǎng)絡(luò)模型，其次是內(nèi)存管理 Slab Allocator 機(jī)制。為了徹底理解 Memcache 的高性能網(wǎng)絡(luò)模型，我們需要掌握很多知識(shí)：多路復(fù)用、Linux epoll、Reactor 模型、多線程等，通過研究 Memcache 的高性能網(wǎng)絡(luò)模型，我們能夠?qū)W習(xí)一個(gè)具體的項(xiàng)目中如何將這些東西全部串起來(lái)實(shí)現(xiàn)了高性能。

再以 React 為例，Virtual DOM 的實(shí)現(xiàn)原理是什么、為何要實(shí)現(xiàn) Virtual DOM、React 是如何構(gòu)建 Virtual DOM 樹、Virtual DOM 與 DOM 什么關(guān)系等，通過研究學(xué)習(xí) Virtual DOM，即使不使用 React，我們也能夠?qū)W習(xí)如何寫出高性能的前端的代碼。

優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析

這是我想特別強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)，只有清楚掌握技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)后才算真正的掌握這門技術(shù)，也只有掌握了技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)后才能在架構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候做出合理的選擇。

優(yōu)缺點(diǎn)主要通過對(duì)比來(lái)分析，即：我們將兩個(gè)類似的系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，看看它們的實(shí)現(xiàn)差異，以及不同的實(shí)現(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)都是什么。典型的對(duì)比有 Memcache 和 Redis，例如（僅舉例說(shuō)明，實(shí)際上對(duì)比的點(diǎn)很多），Memcache 用多線程，Redis 用單進(jìn)程，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？Memcache 和 Redis 的集群方式，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？即使是 Redis 自身，我們也可以對(duì)比 RDB 和 AOF 兩種模式的優(yōu)缺點(diǎn)。

在你了解了什么是“系統(tǒng)性”后，我來(lái)介紹一下原理研究的手段，主要有三種：

• 通讀項(xiàng)目的設(shè)計(jì)文檔：例如 Kafka 的設(shè)計(jì)文檔，基本涵蓋了消息隊(duì)列設(shè)計(jì)的關(guān)鍵決策部分；Disruptor 的設(shè)計(jì)白皮書，詳細(xì)的闡述了 Java 單機(jī)高性能的設(shè)計(jì)技巧。

• 閱讀網(wǎng)上已有的分析文檔：通常情況下比較熱門的開源項(xiàng)目，都已經(jīng)有非常多的分析文檔了，我們可以站在前人的基礎(chǔ)上，避免大量的重復(fù)投入。但需要注意的是，由于經(jīng)驗(yàn)、水平、關(guān)注點(diǎn)等差異，不同的人分析的結(jié)論可能有差異，甚至有的是錯(cuò)誤的，因此不能完全參照。一個(gè)比較好的方式就是多方對(duì)照，也就是說(shuō)看很多篇分析文檔，比較它們的內(nèi)容共同點(diǎn)和差異點(diǎn)。

• Demo 驗(yàn)證：如果有些技術(shù)點(diǎn)難以查到資料，自己又不確定，則可以真正去寫 Demo 進(jìn)行驗(yàn)證，通過打印一些日志或者調(diào)試，能清晰的理解具體的細(xì)節(jié)。例如，寫一個(gè)簡(jiǎn)單的分配內(nèi)存程序，然后通過日志和命令行（jmap、jstat、jstack 等）來(lái)查看 Java 虛擬機(jī)垃圾回收時(shí)的具體表現(xiàn)。

通常情況下，如果你真的準(zhǔn)備在實(shí)際項(xiàng)目中使用某個(gè)開源項(xiàng)目的話，必須進(jìn)行測(cè)試。有的同學(xué)可能會(huì)說(shuō)，網(wǎng)上的分析和測(cè)試文檔很多，直接找一篇看就可以了？如果只是自己學(xué)習(xí)和研究，這樣做是可以的，因?yàn)闃?gòu)建完整的測(cè)試用例既需要耗費(fèi)較多時(shí)間，又需要較多機(jī)器資源，如果每個(gè)項(xiàng)目都這么做的話，投入成本有點(diǎn)大；但如果是要在實(shí)踐項(xiàng)目中使用，必須自己進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)榫W(wǎng)上搜的測(cè)試結(jié)果，不一定與自己的業(yè)務(wù)場(chǎng)景很契合，如果簡(jiǎn)單參考別人的測(cè)試結(jié)果，很可能會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。例如，開源系統(tǒng)的版本不同，測(cè)試結(jié)果可能差異較大。同樣是 K-V 存儲(chǔ)，別人測(cè)試的 value 是 128 字節(jié)，而你的場(chǎng)景 value 都達(dá)到了 128K 字節(jié)，兩者的測(cè)試結(jié)果也差異很大，不能簡(jiǎn)單照搬。

測(cè)試階段需要特別強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)就是：測(cè)試一定要在原理研究之后做，不能安裝完成立馬就測(cè)試！ 原因在于如果對(duì)系統(tǒng)不熟悉，很可能出現(xiàn)命令行、配置參數(shù)沒用對(duì)，或者運(yùn)行模式選擇不對(duì)，導(dǎo)致沒有根據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)搭建正確的環(huán)境、沒有設(shè)計(jì)合理的測(cè)試用例，從而使得最終的測(cè)試結(jié)果得出了錯(cuò)誤結(jié)論，誤導(dǎo)了設(shè)計(jì)決策。曾經(jīng)有團(tuán)隊(duì)安裝完成 MySQL 5.1 后就進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果出來(lái)讓人大跌眼鏡，經(jīng)過定位才發(fā)現(xiàn) innodb_buffer_pool_size 使用的是默認(rèn)值 8M。

源碼研究的主要目的是學(xué)習(xí)原理背后的具體編碼如何實(shí)現(xiàn)，通過學(xué)習(xí)這些技巧來(lái)提升我們自己的技術(shù)能力。例如 Redis 的 RDB 快照、Nginx 的多 Reactor 模型、Disruptor 如何使用 volatile 以及 CAS 來(lái)做無(wú)鎖設(shè)計(jì)、Netty 的 Zero-Copy 等，這些技巧都很精巧，掌握后能夠大大提升自己的編碼能力。

通常情況下，不建議通讀所有源碼，因?yàn)橄胝莆彰啃写a的含義和作用還是非常耗費(fèi)時(shí)間的，尤其是 MySQL、Nginx 這種規(guī)模的項(xiàng)目，即使是他們的開發(fā)人員，都不一定每個(gè)人都掌握了所有代碼。帶著明確目的去研究源碼，做到有的放矢，才能事半功倍，這也是源碼研究要放在最后的原因。

對(duì)于一些基礎(chǔ)庫(kù)，除了閱讀源碼外，還可以自己寫個(gè) Demo 調(diào)用基礎(chǔ)庫(kù)完成一些簡(jiǎn)單的功能，然后通過調(diào)試來(lái)看具體的調(diào)用棧，通過調(diào)用棧來(lái)理解基礎(chǔ)庫(kù)的處理邏輯和過程，這比單純看代碼去理解邏輯要高效一些。例如，下面是 Netty 4.1 版本的 telnet 服務(wù)器樣例調(diào)試的堆棧，通過堆棧我們可以看到完整的調(diào)用棧：

前面介紹的“自頂向下”5 個(gè)步驟，完整執(zhí)行下來(lái)需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，而時(shí)間又是大部分技術(shù)人員比較稀缺的資源。很多人在學(xué)習(xí)技術(shù)的時(shí)候都會(huì)反饋說(shuō)時(shí)間不夠，版本進(jìn)度很緊，很難有大量的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，但如果不學(xué)習(xí)感覺自己又很難提升？面對(duì)這種兩難問題，具體該如何做呢？

通常情況下，以上 5 個(gè)步驟的前 3 個(gè)步驟，不管是已經(jīng)成為架構(gòu)師的技術(shù)人員，還是立志成為架構(gòu)師的技術(shù)人員，在研究開源項(xiàng)目的時(shí)候都必不可少；第四步可以在準(zhǔn)備采用開源項(xiàng)目的時(shí)候才實(shí)施，第五步可以根據(jù)你的時(shí)間來(lái)進(jìn)行靈活安排。這里的“靈活安排”不是說(shuō)省略不去做，而是在自己有一定時(shí)間和精力的時(shí)候做，因?yàn)橹挥羞@樣才能真正理解和學(xué)到具體的技術(shù)。

如果感覺自己時(shí)間和精力不夠，與其蜻蜓點(diǎn)水每個(gè)開源項(xiàng)目都去簡(jiǎn)單了解一下，還不如集中精力將一個(gè)開源項(xiàng)目研究通透，就算是每個(gè)季度只學(xué)習(xí)一個(gè)開源項(xiàng)目，積累幾年后這個(gè)數(shù)量也是很客觀的；而且一旦你將一個(gè)項(xiàng)目研究透以后，再去研究其他類似項(xiàng)目，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)的非?？欤?yàn)楣残缘牟糠帜阋呀?jīng)都掌握了，只需要掌握新項(xiàng)目差異的部分即可。