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程序員練級攻略：系統知識

進入專業的編程領域，學習系統知識是很是關鍵的一部分。

• 《深刻理解計算機系統》，原書名爲《Computer Systems A Programmer’s Perspective》。

本書的最大優勢是爲程序員描述計算機系統的實現細節，幫助其在大腦中構造一個層次型的計算機系統。從最底層的數據在內存中的表示到流水線指令的構成，到虛擬存儲器，到編譯系統，到動態加載庫，到最後的用戶態應用。經過掌握程序是如何映射到系統上，以及程序是如何執行的，你可以更好地理解程序的行爲爲何是這樣的，以及效率低下是如何形成的。

網絡編程知識

理查德·史蒂文斯（Richard Stevens） 的三套巨經典無比的書。大師的 我的主頁 。

• 《Unix 高級環境編程》。
• 《Unix 網絡編程》 第 1 卷 套接口 API 、第 2 卷 進程間通訊 。
• 《TCP/IP 詳解 卷 I 協議》。
• 《TCP/IP 詳解》這本書迄今至少被 近五百篇學術論文引用過 ，書中把這個協議深刻淺出地講出來，還畫了幾百張時序圖。

Linux網絡編程與協議分析知識

• 《Linux C 編程一站式學習》。
• 《TCP/IP 網絡編程》。
• 《圖解 TCP/IP》，這本書其實並非只講了 TCP/IP，應該是叫《計算機網絡》纔對，主要是給想快速入門的人看的。
• 《The TCP/IP Guide》，這本書在豆瓣上的評分 9.2，這裏給的連接是這本書的 HTML 英文免費版的，裏面的圖畫得很精彩。

學習網絡協議不單只是看書，最好用個抓包工具看看這些網絡包是什麼樣的。

• 《Wireshark 數據包分析實戰》。在這本書中，做者結合一些簡單易懂的實際網絡案例，圖文並茂地演示使用 Wireshark 進行數據包分析的技術方法，可讓咱們更好地瞭解和學習網絡協議。固然，也擁有了必定的黑客的技能。

看完《Unix 高級環境編程》後，能夠趁熱打鐵看看《Linux/Unix 系統編程手冊》或是羅伯特·拉姆（Robert Love）的 Linux System Programming 英文電子版 。其中文翻譯版Linux 系統編程 也值得一讀，雖然和《Unix 高級環境編程》很像，不過其主要突出的是 Linux 的一些關鍵技術和相關的系統調用。

關於 TCP 相關文章。

• Let’s code a TCP/IP stack, 1: Ethernet & ARP
• Let’s code a TCP/IP stack, 2: IPv4 & ICMPv4
• Let’s code a TCP/IP stack, 3: TCP Basics & Handshake
• Let’s code a TCP/IP stack, 4: TCP Data Flow & Socket API
• Let’s code a TCP/IP stack, 5: TCP Retransmission

對於系統知識，主要有如下一些學習要點。

• 用這些系統知識操做一下文件系統，實現一個能夠拷貝目錄樹的小程序。
• 用 fork / wait / waitpid 寫一個多進程的程序，用 pthread 寫一個多線程帶同步或互斥的程序。好比，多進程購票的程序。
• 用 signal / kill / raise / alarm / pause / sigprocmask 實現一個多進程間的信號量通訊的程序。
• 學會使用 gcc 和 gdb 來編程和調試程序（參看個人《用 gdb 調試程序》一、二、三、四、五、六、七）。
• 學會使用 makefile 來編譯程序（參看個人《跟我一塊兒寫 makefile》一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四）。
• Socket 的進程間通訊。用 C 語言寫一個 1 對 1 的聊天小程序，或是一個簡單的 HTTP 服務器。

C10K 問題

操做系統處理大併發請求的問題

• 「C10K Problem （中文翻譯版）」。

• The Secret To 10 Million Concurrent Connections -The Kernel Is The Problem, Not The Solution

實踐項目

實現語言能夠用 C、C++ 或 Java。

實現一個 telnet 版本的聊天服務器，主要有如下需求。

• 每一個客戶端能夠用使用telnet ip:port的方式鏈接到服務器上。
• 新鏈接須要用用戶名和密碼登陸，若是沒有，則須要註冊一個。
• 而後能夠選擇一個聊天室加入聊天。
• 管理員有權建立或刪除聊天室，普通人員只有加入、退出、查詢聊天室的權力。
• 聊天室須要有人數限制，每一個人發出來的話，其它全部的人都要能看獲得。

實現一個簡單的 HTTP 服務器，主要有如下需求。

• 解釋瀏覽器傳來的 HTTP 協議，只須要處理 URL path。
• 而後把所代理的目錄列出來。
• 在瀏覽器上能夠瀏覽目錄裏的文件和下級目錄。
• 若是點擊文件，則把文件打開傳給瀏覽器（瀏覽器可以自動顯示圖片、PDF，或 HTML、CSS、JavaScript 以及文本文件）。
• 若是點擊子目錄，則進入到子目錄中，並把子目錄中的文件列出來。

實現一個生產者 / 消費者消息隊列服務，主要有如下需求。

• 消息隊列採用一個 Ring-buffer 的數據結構。
• 能夠有多個 topic 供生產者寫入消息及消費者取出消息。
• 須要支持多個生產者併發寫。
• 須要支持多個消費者消費消息（只要有一個消費者成功處理消息就能夠刪除消息）。
• 消息隊列要作到不丟數據（要把消息持久化下來）。
• 能作到性能很高。

小結

編程語言。以工業級的 C、C++、Java 這三門語言爲主，推薦學習 Go 語言。

算法和數據結構。尤爲是最基礎的算法和數據結構

計算機的相關係統。至少要掌握三個系統的基礎知識，一個是操做系統，一個是網絡系統，還有一個是數據庫系統。它們分別表明着計算機基礎構架的三大件——計算、存儲、網絡。

可是，日後面走，你須要開始須要術業有專攻了。下面給一些建議的方向。

• 底層方向：操做系統、文件系統、數據庫、網絡……
• 架構方向：分佈式系統架構、微服務、DevOps、Cloud Native……
• 數據方向：大數據、機器學習、人工智能……
• 前端方向：你對用戶體驗或是交互更感興趣，那麼你走前端的路吧。
• 其它方向：好比，安全開發、運維開發、嵌入式開發……