专栏首页Java架构师进阶C++后台开发必看,这个学习路线必须收藏

C++后台开发必看,这个学习路线必须收藏

在去年结束的秋季招聘中,后台开发或服务器开发的岗位需求一度火热,甚至超过了算法岗。不少同学从诸神黄昏的算法岗战场上退下,转向更偏向工程能力的后台开发岗,从而造成后台开发岗位竞争的大爆发。

后台开发工程师主流使用的编程语言有C++、Java、PHP以及目前慢慢流行的Golang等。本文就将以C++的角度,讲讲如何学习和准备后台开发的岗位。

一、语言基础

无论是C++开发还是Java开发,对于一个码农而言,最重要的就是对于编程语言的熟悉。同样,无论从事哪种类型的岗位,首当其冲的就是要掌握好语言基础。

C++是一门博大精深的编程语言,不仅拥有继承于C语言的过程化程序设计思想,还包含有面对对象(OOP)的设计理念。强大而又复杂。相对来说,C++的学习成本较高,语言里面的坑较多。语言基础的学习路线如下:

1 语法基础

重点掌握:(务必熟悉底层机制原理)

指针和引用的概念

指针与内存关系

程序编译过程

static、const、#define的用法和区别

C和C++区别

内存模型

内存中的栈和堆分配

2 面对对象基础

(务必熟悉底层机制原理)

面向对象理解

析构函数

构造函数

拷贝构造

多态

纯虚函数和虚函数

虚函数实现机制

虚函数表

访问限定符 public、private、protected

继承原理、虚继承、菱形继承

静态绑定和动态绑定

new/delete和malloc/free

重载、重写和隐藏

3 语法进阶

(务必熟悉底层机制原理)

智能指针

左值、右值引用和move语义

类型转换方式

常用的设计模式

线程安全的单例模式

内存溢出和内存泄漏

C++11新特性

静态链接库和动态链接库

4 STL标准模板库

(务必能进行源码剖析)

迭代器、空间配置器理解

常用容器特点、用法以及底层实现vector、list、deque、set、map、unorderedmap

5 推荐书籍

C++Primer》可作为工具书,随手查阅

《EffectiveC++》深入了解C++的程序设计规范

《STL源码剖析》剖析STL的源码底层,非常具有学习价值

有精力还可以看《深度探索C++对象模型》《more EffecticeC++》

二、算法与数据结构

对于普通人而言,算法的学习最重要的是能够形成基本的算法思维,懂得从程序设计的角度对高重复性的操作做优化。这其中基本算法思想的掌握和常用数据结构的理解是必不可少。这方面的学习更倾向于多看多想多练。

1 常见算法类型

(务必能够手撕代码)

排序算法(冒泡、插入、选择、快排、希尔、堆排、归并、桶排、基数、计数)、字符串操作、数组操作、递归、回溯、分治、动态规划等

2 常用数据结构

(务必熟悉底层原理和实现)

链表、栈、队列、树(二叉树、平衡二叉树、红黑树、B树、B+树、哈夫曼树、字典树)、跳表、图

3 推荐书籍

《大话数据结构》适合入门学习

《剑指offer》必刷66题

《算法导论》尽量看,能啃完就是大神

三、计算机网络

网络相关的东西不是很多,关键在于对常见网络协议簇的认识和理解,以及一些常规操作底层设计实现的剖析。比如:

| 输入http://www.baidu.com会发生什么

| 微信扫描登录会发生什么

1 重点掌握知识点

OSI七层模型

TCP/IP五层模型

TCP/IP协议总结

TCP、UDP区别

TCP三次握手、四次挥手

TCP状态转换

TCP状态中TIME_WAIT

TCP连接建立需要为什么不是两次握手

TCP第三次握手失败会出现什么

TCP长连接和短链接及优缺点

TCP拥塞控制-慢启动、拥塞避免、快重传、快启动

TCP如何保证可靠性传输

TCP如何解决粘包、拆包问题

TCP为什么可靠

UDP如何实现TCP可靠传输

IP地址和子网掩码

ARP解析过程

DNS原理

HTTP状态码

HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0区别

HTTP和HTTPS区别

HTTPS加密过程

非对称加密和对称加密算法

Nagle算法

2 推荐书籍

《计算机网络自顶向下方法》教材书,可放手边查阅

《TCP/IP详解》重点了解TCP、IP、UDP协议实现

四、数据库

数据库的一般使用其实不难,但是对于不同数据库的特性、实现机制、应用场景和性能优化方面却能够难倒一大批面试者。同样数据库本身也是非常好的项目实例,往往能够从中学习到许多程序设计的思想和模式。因此,对数据库要明白怎么用、为什么用、怎么用得好这几个方面的问题。

1 重点掌握

数据库类别

关系型数据库和非关系型数据库区别

MySQL:

SQL常见语句

MySQL内链接,外链接(左链接、右链接、全链接)

MySQL索引类型和原理

MySQL事务实现原理ACID

MySQL数据存储引擎

MySQL主从复制原理、作用和实现

MySQL日记系统redo log、binlog、undo log

MVCC实现原理

Sql优化思路

范式理论

数据库高并发解决方法

Redis:

Redis支持的数据类型

Redis持久化

Redis 架构模式

主从复制

一致性哈希算法

2 推荐书籍

《高性能 Mysql》能够加深对Mysql的理解和使用

《Redis设计与实现》比较全面的书,可以多看看

五、操作系统

操作系统的问题会集中在进程和线程,但是这一类的问题往往会以开放题的形式出现。主要考察的是对操作系统组件以及运行过程的理解。比如:

| 开机登录系统发生了什么?

| 复制粘贴是怎样操作的?

1 重点掌握

物理内存和虚拟内存

缓存IO和直接IO

作业调度算法

线程和进程

进程和线程的调度

线程的创建和结束

线程状态

线程间通信与线程同步机制

互斥锁和信号量

线程池

消费者和生产者

死锁

并发和并行

2 推荐书籍

《深入理解计算机系统》很全面的书,这一本就够用了

六、Linux系统

对Linux系统的熟练使用是后台开发/服务器开发的必备技能点。这年头,不会几个Linux指令都不好意思说自己是敲代码的。(客户端和前端的同学表示不服)不管怎样,对于Linux系统的掌握无论在哪个方向上,都会有用武之地的。

1 Linux系统操作和命令

top命令

ps命令

netstat命令

awk命令

find命令

grep命令

wc命令

sed命令

head和tail命令

正则表达式

如何查找出现频率最高的100个IP地址

linux如何统计文件中某个字符串出现的频率

linux启动的第一个进程

linux查看端口占用

linux查看CPU和内存使用

Linux查看系统负载命令

Linux调试程序

Linux硬链接和软连接

core dump

cmake和makefile

Shell脚本基本语法和使用

2 推荐书籍

《鸟哥私房菜》入门足够了,多敲多写才能更快掌握

七、Linux网络编程

后台开发是离不开网络编程的,甚至简单来说,后台开发就是用厉害点的电脑去处理大规模的网络请求。所以作为一名合格的后端开发人员,对Linux网络编程的熟悉是必不可少的。

1 重点掌握

孤儿进程、僵尸进程和守护进程

进程间通信方式signal、file、pipe、shm、sem、msg、socket

线程同步机制线程:互斥量、锁机制、条件变量、信号量、读写锁

fork返回值

五大IO模型:阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O复用、信号驱动I/O、异步I/O

IO复用机制

epoll与select/poll

LT水平触发和ET边缘触发

Reactor和Proactor模式

反向代理、负载均衡

2 推荐书籍

《UNIX环境高级编程》APUE 比较难啃,可以挑着看

《Unix网络编程》UNP 同样比较难啃,可以挑着看

《Linux多线程服务器端编程》Muduo网络库,推荐看看源码实现

《深入理解Nginx》深入了解基于C的web服务器实现

八、项目准备

如果以上的东西你都已经准备好了,那么相信你已经了具备C++后台开发能力。但是要记得,一个大型线上项目的开发,从来都不纯粹是单一语言的设计和实现。

因此用C++或者用Java或者用Golang或者用Python的区别或许没那么大,它们都有擅长的地方,毕竟存在即真理。所以,如果你真的有精力的话,不妨还可以了解一下更深层次的技术:

海量日志处理和并行计算开发

分布式技术框架、中间件等 Dubbo、Spring Cloud 、Zookeeper 、Kfaka

流媒体分发技术CDN

...

当然,这些都不是非常必要的。但是绝对是亮点!此外,你可以准备一些基础向的相关项目:

网络库,可参考Muduo或者Nginx实现

web服务器/http服务器,可实现基本的http响应请求和处理

简易版STL库,展现C++的综合代码能力

局域网聊天室开发,涉及到网络编程实现在线群聊

分布式日志系统

简易版数据库设计

可参考一些C++常用库,造一些轮子或者做些有趣的小工具。

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