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。