要去经历大多数人经历不到的,要把学习时间花在那些比较难的地方。
要写文章就要写没有人写过的,或是别人写过,但我能写得更好的。
更重要的是,技术和知识完全是可以变现的。
在学习技术的过程一定要多问自己两个问题:“一,这个技术解决什么问题?为什么别的同类技术做不到?二,为什么是这样解决的?有没有更好的方式?”
会挣钱的人一定是会投资的人。我一直认为,最宝贵的财富并不是钱,而是你的时间,时间比钱更宝贵,因为钱你不用还在那里,而时间你不用就浪费掉了。你把你的时间投资在哪些地方,就意味着你未来会走什么样的路。所以,利用好你的时间,投到一些有意义的地方吧。
1.不断学习,让自己变得稀缺。
2.去高速发展的公司,而不是初创业务未稳定或项目维护期的。
3.提升业务代码编写效率,争取时间学习。
4.关注技术的本质,新技术的出现解决了什么问题和不可替代性。
把宝贵的时间投身于一些实在的私人项目中,一个是让新技术得以实现,再来是为个人影响力做背书。
怎么让自己拥有技术领导力呢?总体来说,是四个方面,具体如下:
吃透基础技术是为了更好地理解程序的运行原理,并基于这些基础技术进化出更优化的产品。
C 语言:相对于很多其他高级语言来说,C 语言更接近底层。在具备跨平台能力的前提下,它可以比较容易地被人工翻译成相应的汇编代码。它的内存管理更为直接,可以让我们直接和内存地址打交道。
学习好 C 语言的好处是能掌握程序的运行情况,并能进行应用程序和操作系统编程(操作系统一般是汇编和 C 语言)。要学好 C 语言,你可以阅读 C 语言的经典书籍《C 程序设计语言(第 2 版)》,同时,肯定也要多写程序,多读一些优秀开源项目的源代码。
除了让你更为了解操作系统之外,学习 C 语言还能让你更清楚地知道程序是怎么精细控制底层资源的,比如内存管理、文件操作、网络通信……
这里需要说明的是,我们还是需要学习汇编语言的。因为如果你想更深入地了解计算机是怎么运作的,那么你是需要了解汇编语言的。虽然我们几乎不再用汇编语言编程了,但是如果你需要写一些如 lock free 之类高并发的东西,那么了解汇编语言,就能有助于你更好地理解和思考。
编程范式:各种编程语言都有它们各自的编程范式,用于解决各种问题。比如面向对象编程(C++、Java)、泛型编程(C++、Go、C#)、函数式编程(JavaScript、 Python、Lisp、Haskell、Erlang)等。
学好编程范式,有助于培养你的抽象思维,同时也可以提高编程效率,提高程序的结构合理性、可读性和可维护性,降低代码的冗余度,进而提高代码的运行效率。要学习编程范式,你还可以多了解各种程序设计语言的功能特性。
算法和数据结构:算法(及其相应的数据结构)是程序设计的有力支撑。适当地应用算法,可以有效地抽象问题,提高程序的合理性和执行效率。算法是编程中最最重要的东西,也是计算机科学中最重要的基础。
任何有技术含量的软件中一定有高级的算法和数据结构。比如 epoll 中使用了红黑树,数据库索引使用了 B+ 树……而就算是你的业务系统中,也一定使用各种排序、过滤和查找算法。学习算法不仅是为了写出运转更为高效的代码,而且更是为了能够写出可以覆盖更多场景的正确代码。
计算机系统原理:CPU 的体系结构(指令集 [CISC/RISC]、分支预测、缓存结构、总线、DMA、中断、陷阱、多任务、虚拟内存、虚拟化等),内存的原理与性能特点(SRAM、DRAM、DDR-SDRAM 等),磁盘的原理(机械硬盘 [盘面、磁头臂、磁头、启停区、寻道等]、固态硬盘 [页映射、块的合并与回收算法、TRIM 指令等]),GPU 的原理等。
学习计算机系统原理的价值在于,除了能够了解计算机的原理之外,你还能举一反三地反推出高维度的分布式架构和高并发高可用的架构设计。
比如虚拟化内存就和今天云计算中的虚拟化的原理是相通的,计算机总线和分布式架构中的 ESB 也有相通之处,计算机指令调度、并发控制可以让你更好地理解并发编程和程序性能调优……这里,推荐书籍《深入理解计算机系统》(Randal E. Bryant)。
操作系统原理和基础:进程、进程管理、线程、线程调度、多核的缓存一致性、信号量、物理内存管理、虚拟内存管理、内存分配、文件系统、磁盘管理等。
学习操作系统的价值在于理解程序是怎样被管理的,操作系统对应用程序提供了怎样的支持,抽象出怎样的编程接口(比如 POSIX/Win32 API),性能特性如何(比如控制合理的上下文切换次数),怎样进行进程间通信(如管道、套接字、内存映射等),以便让不同的软件配合一起运行等。
要学习操作系统知识,一是要仔细观察和探索当前使用的操作系统,二是要阅读操作系统原理相关的图书,三是要阅读 API 文档(如 man pages 和 MSDN Library),并编写调用操作系统功能的程序。这里推荐三本书《UNIX 环境高级编程》、《UNIX 网络编程》和《Windows 核心编程》。
学习操作系统基础原理的好处是,这是所有程序运行的物理世界,无论上层是像 C/C++ 这样编译成机器码的语言,还是像 Java 这样有 JVM 做中间层的语言,再或者像 Python/PHP/Perl/Node.js 这样直接在运行时解释的语言,其在底层都逃离不了操作系统这个物理世界的“物理定律”。
所以,了解操作系统的原理,可以让你更能从本质理解各种语言或是技术的底层原理。一眼看透本质可以让你更容易地掌握和使用高阶技术。
网络基础:计算机网络是现代计算机不可或缺的一部分。需要了解基本的网络层次结构(ISO/OSI 模型、TCP/IP 协议栈),包括物理层、数据链路层(包含错误重发机制)、网络层(包含路由机制)、传输层(包含连接保持机制)、会话层、表示层、应用层(在 TCP/IP 协议栈里,这三层可以并为一层)。
比如,底层的 ARP 协议、中间的 TCP/UDP 协议,以及高层的 HTTP 协议。这里推荐书籍《TCP/IP 详解》,学习这些基础的网络协议,可以为我们的高维分布式架构中的一些技术问题提供很多的技术方案。比如 TCP 的滑动窗口限流,完全可以用于分布式服务中的限流方案。
数据库原理:数据库管理系统是管理数据库的利器。通常操作系统提供文件系统来管理文件数据,而文件比较适合保存连续的信息,如一篇文章、一个图片等。但有时需要保存一个名字等较短的信息。如果单个文件只保存名字这样的几个字节的信息的话,就会浪费大量的磁盘空间,而且无法方便地查询(除非使用索引服务)。
但数据库则更适合保存这种短的数据,而且可以方便地按字段进行查询。现代流行的数据库管理系统有两大类:SQL(基于 B+ 树,强一致性)和 NoSQL(较弱的一致性,较高的存取效率,基于哈希表或其他技术)。
学习了数据库原理之后便能了解数据库访问性能调优的要点,以及保证并发情况下数据操作原子性的方法。要学习数据库,你可以阅读各类数据库图书,并多做数据库操作以及数据库编程,多观察分析数据库在运行时的性能。
分布式技术架构:数据库和应用程序服务器在应对互联网上数以亿计的访问量的时候,需要能进行横向扩展,这样才能提供足够高的性能。为了做到这一点,要学习分布式技术架构,包括负载均衡、DNS 解析、多子域名、无状态应用层、缓存层、数据库分片、容错和恢复机制、Paxos、Map/Reduce 操作、分布式 SQL 数据库一致性(以 Google Cloud Spanner 为代表)等知识点。
学习分布式技术架构的有效途径是参与到分布式项目的开发中去,并阅读相关论文。
虽然说,你可以在一两年内看完相关的书籍或论文,但是,我想说的是,这些基础技术是需要你用一生的时间来学习的,因为基础上的技术和知识,会随着阅历和经验的增加而有不同的感悟。
所谓学习能力,就是能够很快地学习新技术,又能在关键技术上深入的能力。只有在掌握了上述的基础原理之上,你才能拥有好的学习能力。
怎么提高?
学习的信息源。信息源很重要,有好的信息源就可以更快速地获取有价值的信息,并提升学习效率。常见的信息源有 Google 等搜索引擎,Stack Overflow、Quora 等社区,图书,API 文档,论文和博客等。
这么说吧,如果今天使用中文搜索就可以满足你的知识需求,那么你就远远落后于这个时代了。如果用英文搜索才能找到你想要的知识,那么你才能算跟得上这个时代。而如果说有的问题你连用英文搜索都找不到,只能到社区里去找作者或者其他人交流,那么可以说你已真正和时代同频了。
与高手交流。程序员可以通过技术社区以及参加技术会议与高手交流,也可以通过参加开源项目来和高手切磋。常闻“听君一席话,胜读十年书”便是如此。与高手交流对程序员的学习和成长很有益处,不仅有助于了解热门的技术方向及关键的技术点,更可以通过观察和学习高手的技术思维及解决问题的方式,提高自己的技术前瞻性和技术决策力。
我在 Amazon 的时候,就有人和我说,多和美国的 Principle SDE 以上的工程师交流,无论交流什么,你都会有收获的。其实,这里说的就是,学习这些牛人的思维方式和看问题的角度,这会让你有质的提高。
举一反三的思考。比如,了解了操作系统的缓存和网页缓存以后,你要思考其相同点和不同点。了解了 C++ 语言的面向对象特性以后,思考 Java 面向对象的相同点和不同点。遇到故障的时候,举一反三,把同类问题一次性地处理掉。
不怕困难的态度。遇到难点,有时不花一番力气,是不可能突破的。此时如果没有不怕困难的态度,你就容易打退堂鼓。但如果能坚持住,多思考,多下功夫,往往就能找到出路。绝大多数人是害怕困难的,所以,如果你能够不怕困难,并可以找到解决困难的方法和路径,时间一长,你就能拥有别人所不能拥有的能力。
开放的心态。实现一个目的通常有多种办法。带有开放的心态,不拘泥于一个平台、一种语言,往往能带来更多思考,也能得到更好的结果。而且,能在不同的方法和方案间做比较,比较它们的优缺点,那么你会知道在什么样的场景下用什么样的方案,你就会比一般人能够有更全面和更完整的思路。
提高效率的事。你要学习和掌握良好的时间管理方式,管理好自己的时间,能显著提高自己的效率。
自动化的事。程序员要充分利用自己的职业特质,当看见有可以自动化的步骤时,编写程序来自动化操作,可以显著提高效率。
掌握前沿技术的事。掌握前沿的技术,有利于拓展自己的眼界,也有利于找到更好的工作。需要注意的是,有些技术虽然当下很火,但未必前沿,而是因为它比较易学易用,或者性价比高。由于学习一门技术需要花费不少时间,你应该选择自己最感兴趣的,有的放矢地去学习。
知识密集型的事。知识密集型是相对于劳动密集型来说的。基本上,劳动密集型的事都能通过程序和机器来完成,而知识密集型的事却仍需要人来完成,所以人的价值此时就显现出来了。虽然现在人工智能似乎能做一些知识密集型的事(包括下围棋的 AlphaGo),但是在开放领域中相对于人的智能来说还是相去甚远。掌握了领域知识的人的价值依然很高。
技术驱动的事。不仅是指用程序驱动的事,而且还包括一切技术改变生活的事。比如自动驾驶、火星登陆等。就算自己一时用不着,你也要了解这些,以便将来这些技术来临时能适应它们。
Google 的自我评分卡。Google 的评分卡是在面试 Google 时,要求应聘人对自己的技能做出评估的工具,它可以看出应聘人在各个领域的技术水平。我们可以参考 Google 的这个评分卡来给自己做评估,并通过它来不断地提高对自己的要求。(该评分卡见文末附录)。
敏锐的技术嗅觉。这是一个相对综合的能力,你需要充分利用信息源,GET 到新的技术动态,并通过参与技术社区的讨论,丰富自己了解技术的角度。思考一下是否是自己感兴趣的,能解决哪些实际问题,以及其背后的原因,新技术也好,旧技术的重大版本变化也罢。
强调实践,学以致用。学习知识,一定要实际用一用,可以是工作中的项目,也可以是自己的项目,不仅有利于吸收理解,更有利于深入到技术的本质。并可以与现有技术对比一下,同样的问题,用新技术解决有什么不同,带来了哪些优势,还有哪些有待改进的地方。
Lead by Example。永远在编程。不写代码,你就对技术细节不敏感,你无法做出可以实践的技术决策和方案。
谷歌自我评分卡
主题领域:
一个是在 20-30 岁,这是打基础的阶段。在这个阶段,我们要的是开阔眼界,把基础打扎实,努力学习和成长。
另一个是在 30-40 岁,这是人生发展的阶段。因为整个社会一定会把社会的重担交给这群人,30-40 岁的人年富力强,既有经验又有精力,还敢想敢干,所以这群人才是整个社会的中流砥柱。在这个阶段,你需要明确自己奋斗的方向,需要做有挑战的事儿,需要提升自己的技术领导力(关于如何发展技术领导力,可以参看我在本专栏的相关文章)。
学习是一件“逆人性”的事,就像锻炼身体一样,需要人持续付出,会让人感到痛苦,并随时想找理由放弃。
大部分人都认为自己爱学习,但是:
所以,学习不是努力读更多的书,盲目追求阅读的速度和数量,这会让人产生低层次的勤奋和成长的感觉,这只是在使蛮力。要思辨,要践行,要总结和归纳,否则,你只是在机械地重复某件事,而不会有质的成长的。
老实说,对于当前这个社会:
所以,你看,在这种环境下,你根本不需要努力的。你只需要踏实一点,像以前那样看书,看英文资料,你只需要正常学习,根本不用努力,就可以超过你身边的绝大多数人。
只要你注意观察,就会发现,少数的精英人士,他们在训练自己获取知识的能力,他们到源头查看第一手的资料,然后,深度钻研,并通过自己的思考后,生产更好的内容。
而绝大部分受众享受轻度学习,消费内容。
信息源要有下面几个特质。
对于一个学习者来说,找到优质的信息源可以让你事半功倍。一方面,就像找到一本很好的武林秘籍一样,而不是被他人翻译过或消化过的,也不会有信息损失甚至有错误信息会让你走火入魔。另一方面,你需要的不只有知识和答案,更重要的是掌握学习的方法和技能。你要的是“渔”,而不是“鱼”。
《程序员练级攻略》一文中,我用了很大的篇幅给出了学习基础技术的路径。只要你努力学习那些基础知识,了解了其中的原理,就会发现这世界上的很多东西是大同的。
举个例子,如果你学习过底层的 Socket 编程,了解多路复用和各种 I/O 模型的话(select, poll, epoll, aio, windows completion port, libevent 等),那么,对于 Node.js、Java NIO、Nginx、C++ 的 ACE 框架等这些中间件或是编程框架,你就会发现,无论表现形式是什么样的,其底层原理都是一个样的。
无论是 JVM 还是 Node,或者是 Python 解释器里干了什么,它都无法逾越底层操作系统 API 对“物理世界”的限制。而当你了解了这个底层物理世界以后,无论那些技术玩成什么花样,它们都无法超出你的掌控(这种感觉是很爽的)。
再举一个例子,当学了足够多的语言,并有了丰富的实践后,你开始对编程语言的各种编程范式或是控制流有了原理上的了解,这时再学一门新语言的话,你会发现自己学得飞快。就像我 2010 年学习 Go 语言一样,除了那些每个语言都有的 if-else、 for/while-loop、function 等东西以外,我重点在看的就是,出错处理是怎么玩的?内存管理是怎么玩的?数据封装和扩展怎么玩的?多态和泛型怎么搞的?运行时识别和反射机制是怎么玩的?并发编程怎样玩?……
最最关键的是,这些基础知识和原理性的东西和技术,都是经历过长时间的考验的,所以,这些基础技术也有很多人类历史上的智慧结晶,会给你很多启示和帮助。
比如:TCP 协议的状态机,可以让你明白,如果你要设计一个异步通信协议,状态机是一件多么重要的事,还有 TCP 拥塞控制中的方式,让你知道,设计一个以响应时间来限流的中件间是什么样的。
当学习算法和数据结构到一定程度的时候,你就会知道,算法不仅对于优化程序很重要,而且,会让你知道,该如何设计数据结构和算法来让程序变得更为健壮和优雅。
有时候,学习就像拉弓蓄力一样,学习基础知识感觉很枯燥很不实用,工作上用不到,然而
学习这些知识是为了未来可以学得更快。基础打牢,学什么都快,而学得快就会学得多,学得多,就会思考得多,对比得多,结果是学得更快……这种感觉,对于想速成的人来说,很难体会。
这里我想再次强调一下,请一定要注重基础知识和原理上的学习!
联想记忆法
比如,在学习 C++ 的时候,面对《C++ Primer》这种厚得不行的书,我就使用联想记忆法。
- 第一部分是 C++ 是用来解决 C 语言的问题的,那么 C 语言有什么问题呢?指针、宏、错误处理、数据拷贝…… C++ 用什么技术来解决这些问题呢?
- 第二部分是 C++ 的面向对象特性:封装、继承、多态。封装,让我想到了构造函数、析构函数等。构造函数让我想到了初始化列表,想到了默认构造函数,想到了拷贝构造函数,想到了 new……多态,让我想到了虚函数,想到了 RTTI,RTTI 让我想到了 dynamic_cast 和 typeid 等。
- 第三部分是 C++ 的泛型编程。我想到了 template,想到了操作符重载,想到了函数对象,想到 STL,想到数据容器,想到了 iterator,想到了通用算法,等等。
于是,我通过“顺藤摸瓜”的方式,从知识树的主干开始做广度或是深度遍历,于是我就得到了一整棵的知识树。这种“顺藤摸瓜”的记忆方式让我记住了很多知识。最重要的是,当出现一些我不知道的知识点时,我就会往这棵知识树上挂,而这样一来,也使得我的学习更为系统和全面。
这种画知识图的方式可以让你从一个技术最重要最主干的地方出发开始遍历所有的技术细节,也就是画地图的方式。如果你不想在知识的海洋中迷路,你需要有一份地图,所以,学习并不是为了要记忆那些知识点,而是为了要找到一个知识的地图,你在这个地图上能通过关键路径找到你想要的答案。
学习模板:
在学习某个技术的时候,我除了会用到上篇文章中提到的知识图,还会问自己很多个为什么。于是,我形成了一个更高层的知识脑图。下面我把这这个方法分享出来。当然学习一门技术时,Go 语言也好,Docker 也好,我都有一个学习模板。只有把这个学习模板中的内容都填实了,我才罢休。这个模板如下。
基本上来说,如果你按照我上面所提的这 6 大点来学习一门技术,你一定会学习到技术的精髓,而且学习的高度在一开始就超过很多人了。如果你能这样坚持 2-3 年,我相信你一定会在某个领域成为炙手可热的佼佼者。
在这方面,我对自己的训练如下。
学习的开始阶段,可以不急于总结归纳,不急于下判断,做结论,而应该保留部分知识的不确定性,保持对知识的开放状态。
当对整个知识的理解更深入,自己站的位置更高以后,总结和归纳才会更有条理。总结归纳更多是在复习中对知识的回顾和重组,而不是一边学习一边就总结归纳。
把你看到和学习到的信息,归整好,排列好,关联好,总之把信息碎片给结构化掉,然后在结构化的信息中,找到规律,找到相通之处,找到共同之处,进行简化、归纳和总结,最终形成一种套路,一种模式,一种通用方法。
实践是很累很痛苦的事,但只有痛苦才会让人反思,而反思则是学习和改变自己的动力。Grow up through the pain, 是非常有道理的。
坚持不懈是一句正确的废话。前段时间,我在我的读者群中发起了一个名为 ARTS 的活动。每人每周写一个 ARTS:Algorithm 是一道算法题,Review 是读一篇英文文章,Technique/Tips 是分享一个小技术,Share 是分享一个观点。我希望大家可以坚持一年,但是我也相信,能够坚持下来的人一定很少,绝大多数人都是虎头蛇尾的,但是我依然相信会有人坚持下来的。
坚持是一件反人性的事,所以,它才难能可贵,也更有价值。我从 2003 年写 blog 到今天 15 年了,看书学习写代码,我都会一点一点的坚持。人不怕笨,怕的是懒,怕的是找到各种理由放弃。
这里,我想鼓励一下你。现在很多国外的在线视频课都是 3-5 分钟一节课,一共 20 节课,总时长不到两个小时。然而,你会发现,能坚持看完的不到千分之一。当年 Leetcode 只有 151 道题的时候,一共有十几万人上来做题,但全部做完的只有十几个,万分之一。所以,只要你能坚持,就可以超过这个世界上绝大多数人。想一想,如果全中国有 100 万个程序员,只要你能坚持学习技术 2-3 年,你就可以超过至少 99 万人了(可能还更多)。
当然,坚持也不是要苦苦地坚持,有循环有成就感的坚持才是真正可以持续的。 所以, 一方面你要把你的坚持形成成果晒出来,让别人来给你点赞,另一方面,你还要把坚持变成一种习惯,就像吃饭喝水一样,你感觉不到太多的成本付出。 只有做到这两点,你才能够真正坚持。
如果你想知道人为什么要这么搞,那么应该去看书 (像 Effective C++、Code Complete、Design Pattern、Thinking in Java 等),看文档。
如果你要知道让机器干了什么?那你应该看代码! (就像 Linus 去看 zlib 的代码来找性能问题。)
如果你想了解一种思想,一种方法,一种原理,一种思路,一种经验,恐怕,读书和读文档会更有效率一些,因为其中会有作者的思路描述。 像 Effective C++ 之类的书,里面有很多对不同用法和设计的推敲,TCP/IP 详解里面也会有对 TCP 算法好坏的比较……这些思维方式能让你对技术的把握力更强,而光看代码很难达到这种级别。(现在你知道什么样的书是好书了吧 )
如果你想了解的就是具体细节,比如某协程的实现,某个模块的性能,某个算法的实现 ,那么你还是要去读代码的,因为代码中会有更具体的处理细节(尤其是对于一些 edge case 或是代码技巧方面的内容)。
首先,在阅读代码之前,我建议你需要有下面的这些前提再去阅读代码,这样你读起代码来会很顺畅。
接下来,你要了解这个软件的代码是由哪些部分构成的,我在这里给你一个列表,供你参考。
总结一下,阅读代码的方法如下:
我列举我的这个学习过程,就是想说,如果你发现有些知识太过于枯燥,那么可以通过下面的方法解决。
看过《程序员练级攻略》的朋友们,一定会有这样的疑问,东西太多了,怎么学。我给你的建议是,一点一点学,一口一口吃。你可以使用我前面说过的那些方法,注重基础,画知识图,多问为什么,多动手,然后坚持住,哪怕你每周就学一个知识点,你一年也可以学到 50 个知识点。只要你在进步,总有一天可以把这些知识学到手的。
当然,你的目的不是学完这些知识,因为学无止境,你永远也学不完,所以你在学习时,一定不要学在表面上,一定要学到本质,学到原理上,那些东西是不容易变的,也是经得住时间考验的。把学习当成投资,这是这个世界上回报最好的投资。
带着问题去学习,带着要解决的东西去学习,带着挑战去学习,于是每当你解决了一个问题,做了一个功能,完成了一个挑战,你就会感到兴奋和有成就感。这样,你也就找到了源源不断的学习驱动力。
把你学习的心得、过程、笔记、代码分享出来,找到和你一同学习的人,因为一个人长跑很辛苦,有人同行就会好很多,就算没有人同行,你的读者,你的观众也会为你鼓掌加油,这些也是让你持续前行的动力。
我发现很多技术问题都是出在技术人员不认真读技术手册上。
用户手册(User Manual)一定要好好地读一读,很多很多提示都在里面了,这是让你可以少掉很多坑的法宝。比如:Unix 和 Linux 的 man,Docker 和 Kubernetes 的官方文档,Git 的操作文档……你的很多很多问题的答案都在这些文档中。