java基础系列教程



C++学习可以划分为几个主要阶段，每个阶段的学习目标和推荐资源都有所不同。下面是一个详细的分阶段学习指南：

入门阶段

学习目标

• 理解C++的基本语法和结构。
• 学习基本数据类型，条件判断，循环等控制结构。
• 掌握函数的使用方法。
• 初步了解类和对象的概念。

基础加强阶段

学习目标

• 深入理解对象和类，包括继承、多态和封装。
• 学习C++的模板和STL（标准模板库）。
• 熟悉C++的异常处理和命名空间。
• 初步接触C++的IO库。

进阶阶段

学习目标

• 掌握高级特性，如智能指针、并发编程。
• 深入理解模板元编程。
• 学习C++中的设计模式。
• 了解C++的最新标准，如C++11/14/17/20的新特性。

高级阶段

学习目标

• 精通C++的内存管理，理解深浅拷贝，拷贝构造函数等概念。
• 掌握跨平台开发的知识。
• 探索C++在特定领域的应用，如游戏开发、嵌入式系统、高性能计算等。
• 理解和应用复杂的设计模式和架构模式。

C++入门系列书

对于初学者来说，选择合适的C++入门书籍非常重要，它可以帮助你建立起扎实的基础。这里有几本广泛推荐的入门书籍：

1. 《C++ Primer》(第5版)

• 这本书非常适合初学者，以及那些希望对C++有一个全面了解的开发者。它全面介绍了C++的基础和高级特性，包括最新的C++11标准。书中的示例代码清晰、易懂，并且配有大量练习题。

2. 《Effective C++》(第3版)

• 这本书主要面向有一定C++基础的开发者，通过55条具体的条款指出如何高效地使用C++。书中不仅仅讲解了如何使用，更重要的是讲解了为什么要这么做，对于理解C++的底层原理有很大帮助。

3. 《More Effective C++》
4. 《深度探索C++对象模型》

• 如果你对C++的内部实现和对象模型感兴趣，这本书是不可多得的佳作。书中详细探讨了C++对象模型的内部实现，包括对象布局、构造/析构过程、数据成员和成员函数的处理等。对于理解C++的深层次原理非常有帮助。

5. 《STL源码剖析》

• 针对想要深入了解STL(Standard Template Library)的读者，这本书从源码级别详细介绍了STL的设计和实现原理。通过阅读这本书，你不仅能学习STL的使用，还能学习到泛型编程的精髓。

6. 《C++并发编程实战》

• 对于想要了解C++11/14/17标准中并发和多线程编程特性的开发者，这本书提供了很好的指导。书中涵盖了线程管理、同步机制、并发数据结构等主题，并提供了大量实用的示例代码。

设计模式

1. 《C++设计新思维》(Modern C++ Design)

• 这本书针对C++语言设计模式进行了深入探讨，它不仅介绍了设计模式本身，还涵盖了C++模板元编程。适合有C++基础，希望进一步提高软件设计能力的开发者。

2. 《C++设计模式》

• 本书针对C++程序设计中常用的设计模式进行了详细的讲解，每个模式都配有相应的C++实例代码，帮助读者更好地理解和掌握如何在C++中应用设计模式。

3. 《C++编程思想》(第二版, Thinking in C++)

• 尽管这本书不是专门关于设计模式的，但是它通过讲解C++语言特性的同时，也融入了设计模式的思想。对于刚开始接触设计模式的C++开发者来说很有帮助。

4. 《C++对象模型与设计模式》

• 本书主要从C++对象模型出发，深入讲解了C++中的设计模式。书中既有理论分析，也有丰富的实例讲解，适合希望在C++领域深入学习设计模式的开发者。

Linux

1. 《鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇》

• 这是一本深受初学者喜欢的Linux图书，内容通俗易懂，由浅入深地介绍了Linux系统的安装、命令行操作、文件系统等基础知识。

2. 《Linux命令行与shell脚本编程大全》

• 本书系统讲述了Linux命令行和shell脚本编程的方方面面，对于希望通过命令行提高工作效率的用户来说是一本不错的选择。

3. 《Linux系统管理技术手册》

• 这是一本针对Linux系统管理员的书，详细讲解了系统安装、服务配置、性能监控、故障排查等实用技能。

4. 《Linux性能优化大师》

• 该书从Linux性能优化的角度出发，为开发者提供了大量的实战技巧和优化方法，适合需要对Linux系统进行性能调优的高级用户。

编译原理

1. 《编译原理（原书第2版）》

• 这本书是编译领域的经典之作，通常被称为“龙书”，因其封面上有一只龙的插画。它全面介绍了编译器设计的基本知识。

2. 《程序设计语言——实践之路》

• 虽然不是严格意义上的编译原理教科书，但这本书详细讨论了多种编程语言的设计理念和构造，有助于读者理解编译器如何处理不同语言特性。

3. 《现java基础系列教程代编译原理：C语言描述》

• 集中讲解了现代编译原理，并且用C语言来说明。适合有一定编程基础，希望深入了解编译器实现的读者。

数据结构与算法

1. 《数据结构与算法分析：C++语言描述》
   详细介绍了数据结构和算法的设计与分析技术。
2. 《大话数据结构》
   这本书用通俗易懂的语言对数据结构进行了讲解，适合没有基础的读者阅读。
3. 《算法竞赛入门经典——训练指南》
   这本书是算法竞赛的经典入门书籍，通过大量实例让读者在解决问题的过程中学习算法和数据结构。
4. 《算法图解》
   这本书以图形化的方式展示算法工作过程，适合初学者。

操作系统

学习操作系统的书籍非常多，这里给您推荐一些中文的优秀书籍：

1. 《深入理解计算机系统》

• 该书系统地介绍了计算机系统的重要概念，从硬件、操作系统到软件应用层面。不仅介绍了操作系统的基本知识，还涉及网络、并行计算等内容。特别是对操作系统中的进程、内存管理等内容有深入的讲解。

2. 《现代操作系统》

• 这是操作系统领域的经典之作，系统全面地讲解了操作系统的基本原理和关键技术，包括进程、线程、内存管理、文件系统等。

3. 《操作系统概念》

• 此书以实例驱动的方式详细介绍了操作系统的基本概念和设计原则，包括进程、线程、调度、死锁、内存管理等。

4. 《Linux内核设计与实现》

• 如果对Linux操作系统感兴趣，这本书是非常好的学习材料。书中详细介绍了Linux操作系统内核的架构和实现原理，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动等。

5. 《Unix环境高级编程》(原书第3版)

• 这本书主要介绍了Unix操作系统的高级编程技巧，涵盖了文件IO、进程控制、线程、进程间通信等内容，适合有一定基础的读者深入学习。

计算机网络

计算机网络是一个涉及广泛知识点的学科，包括网路架构、协议、网络编程、安全等方面。以下是几本适合学习计算机网络的中文书籍推荐：

1. 《计算机网络 自顶向下方法》

• 这本书从应用层直到物理层逐层介绍计算机网络的原理和协议，以实际应用为导向，容易理解，适合初学者。

2. 《计算机网络》

• 被称为计算机网络的圣经之一，由网络权威专家Andrew S. Tanenbaum所著，系统地、全面地介绍了计算机网络的各个方面。

3. 《TCP/IP详解 卷1：协议》

• 称为TCP/IP圣经，深入浅出地解析了TCP/IP协议族的内部运作机制，适合有一定基础想深入了解TCP/IP的读者。

4. 《UNIX网络编程 卷1：套接字联网API(第3版)》

• 这本书是网络编程的经典之作，详细介绍了基于Unix的网络编程知识，对于想要深入了解网络编程实践的读者非常有用。

5. 《Linux高性能服务器编程》

• 对于希望在Linux平台上深入学习网络服务器开发的读者来说，这本书提供了丰富的网络开发实战知识，包括多线程、非阻塞IO、IO复用、高效网络数据处理等。

数据库

1. 《数据库系统概念》(原书第6版)

• 这本书系统地介绍了数据库设计、语言和应用等方面的基础知识。以关系数据库为主，同时也介绍了数据仓库、并行数据库、分布式数据库等。

2. 《SQL基础教程》

• 非常适合初学者，从基础的SQL语法讲起，通过实例演示SQL的查询、更新、管理操作。

3. 《MySQL必知必会》

• 适合MySQL初学者使用，语言浅显易懂，通过学习可以迅速掌握MySQL数据库的基本应用。

4. 《高性能MySQL》(第3版)

• 针对有一定数据库使用经验，希望优化MySQL性能的开发者，书中详细讨论了MySQL的架构、索引优化、查询优化、服务器性能调优等内容。

5. 《Oracle数据库管理与维护实战》

• 主要针对Oracle数据库的管理和维护实践，内容涵盖实例管理、存储管理、用户管理、性能优化、备份恢复等。

6. 《Redis设计与实现》

• 如果对NoSQL数据库特别是Redis感兴趣，这本书从源码层面分析了Redis的数据结构、持久化、复制、事务处理等特性，适合中高级开发者。

7. 《大规模分布式存储系统：原理解析与架构实战》

• 本书针对分布式存储系统的设计原理和架构进行了解析，对于学习分布式数据库及其存储技术有很大帮助。

Docker

1. 《Docker技术入门与实战》：讲述了Docker的基础知识、原理以及实战应用。
2. 《Docker容器与容器云》：内容涵盖了Docker的关键技术、容器编排和管理。
3. 《深入浅出Docker》：适合初学者，以浅显易懂的方式介绍了Docker。

分布式架构

1. 《大规模分布式存储系统：原理解析与架构实战》
2. 《从Paxos到Zookeeper：分布式一致性原理与实践》
3. 《架构漫谈：从分布式到微服务》
4. 《分布式服务架构：原理、设计与实战》
5. 《微服务架构设计》

学习路线

1.1数据结构与算法

1.1.1 随处可见的红黑树

• 红黑树的应用场景进程调度cfs，内存管理
• 红黑树的数学证明与推导
• 手撕红黑树的左旋与右旋
• 红黑树添加的实现与添加三种情况的证明
• 红黑树删除的实现与删除四种情况的证明
• 红黑树的线程安全的做法
• 分析红黑树工程实用的特点

1.1.2 磁盘存储链式的B树与B+树

• 磁盘结构分析与数据存储原理
• 多叉树的运用以及B树的定义证明
• B树插入的两种分裂
• B树删除的前后借位与节点合并
• 手撕B树的插入，删除，遍历，查找
• B+树的定义与实现
• B+树叶子节点的前后指针
• B+树的应用场景与实用特点
• B+树的线程安全做法

1.1.3海量数据去重的Hash与BloomFi Iter， bitmap

• hash的原理与hash函数的实现
• hash的应用场景
• 分布式hash的实现原理
• 海量数据去重布隆过滤器
• 布隆过滤的数学推导与证明

1.2设计模式

1.2.1创建型设计模式

• 单例模式
• 策略模式
• 观察者模式
• 工厂方法模式与抽象工厂模式
• 原型模式

1.2.2结构型设计模式

• 适配器模式
• 代理模式
• 责任链模式
• 状态模式
• 桥接模式
• 组合模式

1. 3 c++新特性

1.3.1 STL容器，智能指针，正则表达式

• unordered_ map
• stl 容器
• hash的用法与原理
• shared_ ptr，unique_ ptr
• basic_ regex，sub_ match
• 函数对象模板function， bind

1.3.2 新特性的线程，协程，原子操作，lamda表达式

• atomic的用法与原理
• thread_local 与condition_variable
• 异常处理exception_ptrt
• 错误处理error_category
• coroutine的用法与原理

1.4 Linux工程管理

1.4.1 Makefile/cmake/configure

• Makefile的规则与make的工作原理
• 单文件编译与多文件编译
• Makefile的参数传递
• 多目录文件夹递归编译与嵌套执行make
• Makefile的通配符，伪目标，文件搜索
• Makefi le的操作函数与特殊语法
• configure生成makefile的原则
• cmake的写法

1.4.2 分布式版本控制git

• git的工作流程
• 创建操作与基本操作
• 分支管理，查看提交历史
• git服务器搭建

1.4.3 Linux系统运行时参数命令

• 进程间通信设施状态 ipcs
• Linux系统运行时长 uptime
• CPU平均负载和磁盘活动 iostat
• 监控，收集和汇报系统活动 sar
• 监控多处理器使用情况 mpstat
• 监控进程的内存使用情况 pmap
• 系统管理员调优和基准测量工具 nmon
• 密切关注Linux系统 glances
• 查看系统调用 strace
• ftp 服务器基本信息 ftptop
• 电量消耗和电源管理 powertop
• 监控 mysql 的线程和性能 mytop
• 系统运行参数分析 htop/ top/atop
• Linux网络统计监控工具 netstat
• 显示和修改网络接口控制器 ethtool
• 网络数据包分析利刃 tcpdump
• 远程登陆服务的标准协议 teInet
• 获取实时网络统计信息 iptraf
• 显示主机上网络接口带宽使用情况 iftop

1.4.4 vscode gdb调试新

• vscode gdb 开发环境
• gdb 调试准备
• gdb 调试命令详解
• gdb 多线程调试
• gdb 附加进程调试
• gdb core fi les调试

2.1 网络编程异步网络库zvnet

2.1.1 网络io与io多路复用select/poll/epoll

• socket与文件描述符的关联
• 多路复用select/poll
• 代码实现LT/ET的区别

2.1.2 事件驱动reactor的原理与实现

• reactor 针对业务实现的优点
• epoll 封装send_cb/recv_cb/accept_cb
• reactor多核实现
• 跨平台(select/epoll/kqueue)的封装reactor
• redis，memcached，nginx 网络组件

2.1.3 http服务器的实现

• reactor sendbuffer与recvbuffer封装http协议
• http协议格式
• 有限状态机fsm解析http
• 其他协议websocket，tcp文件传输

2.2网络原理

2.2.1服务器百万并发实现(实操)

• 同步处理与异步处理的数据差异
• 网络io线程池异步处理
• ul imit的fd的百万级别支持
• sysctI.conf的rmem与wmem的调优
• conntrack的原理分析

2.2.2 PosixAPI与网络协议栈

• connect，Iisten，accept与三次握手
• listen参数backlog
• syn泛洪的解决方案
• close与四次挥手
• 11个状态迁移
• 大量close_wait 与time_wait的原因与解决方案
• tcp keepalive与应用层心跳包
• 拥塞控制与滑动窗口

2.2.3 UDP的可靠传输协议QUIC

• udp的优缺点
• udp高并发的设计方案
• 早期为什么选择udp作为通信协议
• udp可靠传输原理
• quic协议的设计原理
• quic的开源方案quiche
• kcp的设计方案与算法原理

2.3 协程框架NtyCo的实现

2.3.1 协程设计原理与汇编实现

• 协程存在的3个原因
• 同步与异步性能，服务端异步处理，客户端异步请求
• 协程原语 switch, resume, yield,
• 协程切换的三种实现方式，setjmp/ longjmp，ucontext， 汇编实现
• 汇编实现寄存器讲解
• 协程初始启动eip寄存器设置
• 协程栈空间定义，独立栈与共享栈的做法
• 协程结构体定义

2.3.2 协程调度器实现与性能测试

• 调度器的定义分析
• 超时集合，就绪队列，io等待集合的实现
• 协程调度的执行流程
• 协程接口实现，异步流程实现
• hook钩子的实现
• 协程实现mysql请求
• 协程多核方案分析
• 协程性能测试

2.4 基于dpdk的用户态协议栈的实现

2.4.1 用户态协议栈设计实现

• 用户态协议栈的存在场景与实现原理
• netmap开源框架
• eth协议，ip协议，udp协议实现
• arp 协议实现
• icmp 协议实现

2.4.2 tcp的原理实现

• tcp 11个状态实现
• 滑动窗口与慢启动
• 重传定时器，坚持定时器
• time_wait定时器，keepalive定时器

2.4.3 应用层posix api的具体实现

• socket/bind/Iisten的实现
• accept实现
• recv/send的实现

2.4.4 手把手设计实现epoll

• epoll数据结构封装与线程安全实现
• 协议栈fd就绪回调实现
• epoll接口实现
• LT/ET的实现

2.5 高性能异步io机制

2.5.1 与epolI媲美的io_uring

• io_uring系统调用io_ur ing_setup，io_uring_register， io_uring_enter
• liburng的io_uring的关系
• io_ uring与epolI性能对比
• io_uring的共享内存机制

2.5.2 io_uring的使用场景

• io_ uring的accept，connect，recv，send实现机制
• io_uring网络读写
• io_uring磁盘读写
• proactor的实现

2.5.3 windows异步机制iocp

• iocp 完成端口的工作机制
• iocp 的精髓重叠 io
• iocp 处理维护连接以及连接上的收发数据
• iocp 多线程处理方案

3.1 池式组件

3.1.1 手写线程池与性能分析

• 线程池的异步处理使用场景
• 线程池的组成任务队列、执行队列
• 任务回调与条件等待
• 线程池的动态防缩
• 扩展：nginx线程池实现对比分析

3.1.2 内存池的实现与场景分析

• 内存池的应用场景与性能分析
• 内存小块分配与管理
• 内存大块分配与管理
• 手写内存池，结构体封装与API实现
• 避免内存泄漏的两种万能方法
• 定位内存泄漏的3种工具
• 扩展：nginx内存池实现

3.1.3 mysql连接池的实现

• 连接池性能的影响的2个因素，tcp连接和mysql认证
• 连接请求归还策略
• 连接超时未归还策略
• 链接断开重连策略
• 连接数量最优策略

3.2 高性能组件

3.2.1 原子操作CAS与锁实现

• 互斥锁的使用场景与原理
• 自旋锁的性能分析
• 原子操作的汇编实现

3.2.2 无锁消息队列实现

• 有锁无锁队列性能
• 内存屏障Barrier
• 数组无锁队列设计实现
• 链表无锁队列设计实现

3.2.3 网络缓冲区设计

• RingBuffer设计
• 定长消息包
• ChainBuffer设计
• 双缓冲区设计

3.2.4 定时器方案红黑树，时间轮，最小堆

• 定时器的使用场景
• 定时器的红黑树存储
• 时间轮的实现
• 最小堆的实现
• 分布式定时器的实现

3.2.5 手写死锁检测组件

• 死锁的现象以及原理
• pthread_mutex_lock/pthread_mutex_unlock dlsym的实现
• 有向图的构建
• 有向图dfs判断环的存在
• 三个原语操作 lock_ before， lock_ after，unIock_after
• 死锁检测线程的实现

3.2.6 手写内存泄漏检测组件

• 内存泄漏现象
• 第三方内存泄漏与代码内存泄漏
• malloc与free的dIsym实现
• 内存检测策略
• 应用场景测试

3.2.7 手把手实现分布式锁

• 多线程资源竞争 互斥锁，自旋锁
• 加锁的异常情况
• 非公平锁的实现
• 公平锁的实现

3.3 开源组件

3.3.1 异步日志方案spdlog

• 日志库性能瓶颈分析
• 异步日志库设计与实现
• 批量写入与双缓存冲机制
• 奔溃后的日志找回

3.3.2 应用层协议设计ProtoBuf

• IM，云平台，nginx，http，redis协议设计
• 如何保证消息完整性
• 手撕protobuf IM通信 协议
• protobuf序列化与反序列化
• protobuf编码原理

4.1 Redis

4.1.1 Redis相关命令详解及其原理

• string，set，zset，list，hash
• 分布式锁的实现
• lua脚本解决ACID原子性
• Redis事务的ACID性质分析

4.1.2 Redis协议与异步方式

• Redis协议解析
• 特殊协议操作 订阅发布
• 手撕异步redis协议

4.1.3 存储原理与数据模型

• string的三种编码方式int， raw，embstr
• 双向链表的list实现
• 字典的实现，hash函数
• 解决键冲突与rehash
• 跳表的实现与数据论证
• 整数集合实现
• 压缩列表原理证明

4.1.4 主从同步与对象模型

• 对象的类型与编码
• 字符串对象
• 列表对象
• 哈希对象
• 集合对象
• 有序集合
• 类型检测与命令多态
• 内存回收
• 对象共享
• 对象空转时长
• redis 的3种集群方式 主从复制，sentinel， cluster
• 4种持久化方案

4.2 MySQL

4.2.1 SQL语句，索引，视图，存储过程，触发器

• MySQL体系结构，SQL执行流程
• SQL CURD与高级查询
• 视图，触发器，存储过程
• MySQL权限管理

4.2.2 MySQL索引原理以及SQL优化

• 索引，约束以及之间的区别
• B+树，聚集索引和辅助索引
• 最左匹配原则以及覆盖索引
• 索引失效以及索引优化原则
• EXPLAIN执行计划以及优化选择过程分析

4.2.3 MySQL事务原理分析

• 事务的ACID特性，
• MySQL并发问题 脏读，不可重复读，幻读
• 事务隔离级别
• 锁的类型，锁算法实现以及锁操作对象
• S锁 X锁 IS锁 IX锁
• 记录锁，间隙锁，next-key lock
• 插入意向锁，自增锁
• MVCC原理剖析

4.2.4 MySQL缓存策略

• 读写分离，连接池的场景以及其局限a
• 缓存策略问题分析
• 缓存策略强一致性解决方案
• 缓存策略最终一致性解决方案
• 2种mysq1缓存同步方案从数据库与触发器+udf
• 缓存同步开源方案go-mysql-transfer
• 缓存同步开源方案canaI原理分析
• 3种缓存故障，缓存击穿，缓存穿透，缓存雪崩

4.3 Kafka

4.3.1 Kafka使用场景与设计原理

• 发布订阅模式
• 点对点消息传递
• Kafka Brokers原理
• Topics和Partition

4.3.2 Kafka存储机制

• Partition存储分布
• Partition文件存储机制
• Segment文件存储结构
• offset查找message
• 高效文件存储设计

4.4 微服务之间通信基石gRPC

4.4.1 gRPC的内部组件关联

• CIientSide与ServerSide，Channel，Serivce， Stub的概念
• 异步gRPC的实现
• 回调方式的异步调用
• Server与CI ient对RPC的实现

4.4.2 基于http2的gRPC通信协议

• 基于http协议构造
• ABNF语法
• 请求协议 Request-Headers
• gRPC上下文传递

4.5 Nginx

4.5.1 Nginx反向代理与系统参数配置conf原理

• Nginx静态文件的配置
• Nginx动态接口代理配置
• Nginx对Mqtt协议转发
• Nginx对Rtmp推拉流
• Openresty对Redis缓存数据代理
• shmem的三种实现方式
• 原子操作
• nginx channel
• 信号
• 信号量

4.5.2 Nginx过滤器模块实现

• Nginx Filter模块运行原理
• 过滤链表的顺序
• 模块开发数据结构 ngx_str_t，ngx_list_t，ngx_buf_ t，ngx_chain_t
• error日志的用法
• ngx_comond_t的讲解
• ngx_http_module_t的执行流程
• 文件锁，互斥锁
• slab共享内存
• 如何解决"惊群"问题
• 如何实现负载均衡

4.5.3 Nginx Handler模块实现

• Nginx Handler模块运行原理
• ngx_module_t/ngx_ http_module_t的讲解
• ngx_http_top_body_filter/ngx_http_top_header_ filter的原理
• ngx_rbtree_t的使用方法
• ngx_rbtree自定义添加方法
• Nginx的核心数据结构ngx_cycle_t，ngx_event_moule_t
• http 请求的11个处理阶段
• http 包体处理
• http 响应发送
• Nginx Upstream机制的设计与实现
• 模块性能测试

5.1 游戏服务器开发 skynet

5.1.1 Skynet设计原理

• 多核并发编程-多线程，多进程，csp模型，actor模型
• actor模型实现-lua服务和c服务
• 消息队列实现
• actor消息调度

5.1.2 skynet网络层封装以及lua/c接口编程

• skynet reactor 网络模型封装
• socket/ socketchannel封装
• 手撕高性能c服务
• Iua编程以及lua/c接口编程

5.1.3 skynet重要组件以及手撕游戏项目

• 基础接口skynet. send，skynet. call，skynet. response
• 广播组件multicastd
• 数据共享组件sharedatad datasheet
• 手撕万人同时在线游戏

5.2 分布式API网关

5.2.1 高性能web网关Openresty

• Nginx与lua模块
• Openresty访问Redis，MySQL
• Restful API接口开发
• Openresty性能分析

5.2.2 Kong动态负载均衡与服务发现

• nginx，openresty，Kong之间的“苟且”
• 动态负载均衡的原理
• 服务发现实现的原理
• Serverless
• 监控，故障检测与恢复
• 代理层缓存与响应服务
• 系统日志

5.3 SPDK助力MySQL数据落盘，让性能腾飞

5.3.1 SPDK文件系统设计与实现

• NVMe与PCle的原理
• NVMe Controller 与bdev之间的rpc
• blobstore与blob的关系

5.3.2 文件系统的posix api实现

• 4层结构设计vfs
• spdk的异步改造posix同步api
• open/wr ite/read/close的实现

5.3.3 文件系统的性能测试与承接mysql业务

• LD_ PRELOAD更好mysql系统调用实现
• iodepth讲解
• 随机读，随机写，顺序读，顺序写

5. 4 高性能计算CUDA

5.4.1 gpu并行计算cuda的开发流程

• cpu+gpu的异构计算
• 计算机体系结构中的gpu
• cuda的环境搭建nvcc与srun的使用
• cuda的向量加法与矩阵乘法
• MPI与CUDA

5.4.2 音视频编解码中的并行计算

• cuda的h264编解码
• cuda的mpeg编解码
• ffmpeg的cuda支持

5.5 并行计算与异步网络引擎 workflow

5.5.1 workflow的应用场景

• workflow的编程范式与设计理念
• mysql/redis/kafka/dns的请求实现
• parallel处理与任务组装

5.5.2 workflow的组件实现

• 线程池实现
• DAG图任务
• msgqueue的实现
• 纯c的jsonparser实现

5.6 物联网通信协议 mqtt的实现框架mosquitto

5.6.1 mqtt的高效使用场景

• mqtt的发布订阅模式
• 解决低带宽网络环境的数据传输
• 3种Qos等级
• OAuth与JWT的安全认证

5.6.2 mqtt的broker

• mqtt的遗嘱机制
• 发布订阅的过滤器
• mosquitto的docker部署
• mqtt的日志实时监控

5.7 ZeroMQ

5.7.1 消息队列与ZeroMQ的应用

• REQ/REP模型原理分析
• PUB/SUB模型原理分析
• PUSH/PULL模型原理分析
• Router/Dealer模型原理分析

5.7.2 ZeroMQ源码分析:消息模型的实现

• 消息模型
• 消息传递模式
• 消息分帧
• 中间层代理
• 消息丢失处理

5.7.3. ZeroMQ源码分析:网络机制与性能分析

• 零拷贝技术
• 消息高水位标记
• 无锁队列
• 可靠性设计

6.1 Docker

6.1.1 Docker风光下的内核功能

• 进程 namespace
• UTS namespace
• IPC namespace
• 网络 namespace
• 文件系统 namesapce
• cgroup的资源控制

6.1.2 Docker容器管理与镜像操作

• Docker镜像下载与镜像运行
• Docker存储管理
• Docker数据卷
• Docker与容器安全

6.1.3. Docker网络管理

• 5种Docker网络驱动
• pipework跨主机通信
• OvS划分vlan与隧道模式
• GRE实现跨主机Docker间通信

6.1.4 Docker云与容器编排

• Dockerfile的语法流程
• 编排神器Fig/Compose
• Flynn体系架构
• Docker改变了什么?

6.2 Kubernetes

6.2.1 k8s环境搭建

• k8s集群安全设置
• k8s集群网络设置
• k8s核心服务配置
• kubectI命令工具
• yaml文件语法

6.2.2 Pod与Service的用法

• Pod的管理配置
• Pod升级与回滚
• DNS服务之于k8s
• http 7层策略与TLS安全设置

6.2.3 k8s集群管理的那些事儿

• Node的管理
• namespace隔离机制
• k8s集群日志管理
• k8s集群监控

6.2.4 k8s二次开发与k8s API

• RESTful接口
• API 聚合机制
• API 组
• Go访问k8s API

7.1 性能与测试工具

7.1.1 测试框架gtest以及内存泄漏检测

• googletest 与 googlemock 文件
• 函数检测以及类测试
• test fixture 测试夹具
• 类型参数化
• 事件测试
• 内存泄漏
• 设置期望，期待参数，调用次数，满足期望

7.1.2 性能工具与性能分析

• MySQL性能测试工具mysqlslap
• Redis性能测试工具redis-benchmark
• http性能测试工具wrk
• Tcp性能测试工具TCPBenchmarks
• 磁盘，内存，网络性能分析

7.1.3 火焰图的生成原理与构建方式

• 火焰图工具讲解
• 火焰图使用场景与原理
• nginx动态火焰图
• MySQL火焰图
• Redis火焰图

7.2 观测技术bpf与ebpf

7.2.1 bpftrace的实现原理

• 跟踪，嗅探，采样，可观测的理解
• 动态hook： kprobe/uprobe
• 静态hook： tracepoint和USDT
• cpu的观测taskset的使用

7.2.2 bpf对tcp请求的监控

• bpf对网络流量的统计
• 网络观测 tcp_connect，tcp_accept，tcp_close
• tcp_v4_connect 与tcp_v6_connect的探测点
• struct sock 的五元获取

7.2.3 bpf实现对goroutine的探测

• go webserver的实现
• uprobe应用层挂载点
• bpf的ringbuffer原理

7.2.4 bpf探测java的垃圾回收

• 运行时进程maps/proc/pid/maps
• libjvm.so信息
• bpf的usdt的使用
• java gc的耗时

7.3 内核源码机制

7.3.1 进程调度机制哪些事儿

• qemu调试内存
• 进程调度cfs与其他的四个调度类
• task_struct结构体.
• RCU机制与内存优化屏障

7.3.2 内核内存管理运行机制

• 虚拟内存地址布局
• SMP/NUMA模型
• 页表与页表缓存原理
• 伙伴系统实现
• 块分配(SIab/SIub/Slob)原理实现
• brk/kmalloc/vmalloc 系统调用流程

7.3.3. 文件系统组件

• 虚拟文件系统vfs
• Proc文件系统
• super_block 与inode结构体
• 文件描述符与挂载流程

8.1 分布式数据库

8.1.1 不一样的kv存储RocksDB的使用场景

• 前缀搜索
• 低优先级写入
• 生存时间的支持
• Transactions
• 快照存储
• 日志结构的数据库引擎

8.1.2 TiDB存储引擎的原理

• TiKV的Key-Value存储引擎
• 基于RBAC的权限管理
• 数据加密

8.1.3 TiDB集群方案与RepIication原理

• 集群三个组件TiDB Server， PD Server， TiKV Server
• Raft协议讲解
• OLTP与OLAP

8.2 分布式文件系统

8.2.1 内核级支持的分布式存储Ceph

• ceph的集群部署
• monitor与OSD
• ceph 5个核心组件
• ceph集群监控
• ceph性能调调优与benchmark

8.2.2 分布式ceph存储集群部署

• 同步机制
• 线性扩容
• 如何实现高可用
• 负载均衡

8.3 分布式协同

8.3.1注册服务中心Etcd

• etcd配置服务、服务发现、集群监控、leader选举、分布式锁
• etcd体系结构详解(gRPC， WAL，Snapshot、BoltDB、Raft)
• etcd存储原理深入剖析(B树、B+树)
• etcd读写机制以及事务的acid特性分析
• raft共识算法详解( leader选举+日志复制)

8.3.2协同事件用户态文件系统fuse

• fuse的使用场景
• 文件系统读写事件
• fuse的实现原理
• /dev/fuse的作用

8.3.3 快播核心技术揭秘P2P框架的实现

• 网关NAT表分析
• NAT类型，完全锥型NAT，对称NAT，端口限制锥形NAT，IP限制锥型NAT
• 代码逻辑实现NAT类型检测
• 网络穿透的原理
• 网络穿透的3种情况

8.4 分布式监控Prometheus

8.4.1 Prometheus监控系统

• 数据模型: Metric、Time Series、Sample和LabeI
• 指标类型: Counter、Gauge、Histogram、 Summary
• 采集规则和警告规则
• PromQL查询语言

8.4.2 Prometheus对MySQL/Redis的监控

• Mysql、Redis Exporter 安装配置
• go实现自定义应用程序指标
• PromQL计算Mysql、Redis性能指标
• Prometheus数据远程存储

8.4.3 Prometheus数据采集

• 6种采集点配置方式
• 动态重写目标采集点
• Grafana可视化监控仪表盘

8.4.4 Prometheus构建企微与邮件的状态告警

• 邮件和企微的接入
• Alertmanager配置与容器化运行
• 警告信息的分组

9.1 dkvstore实现

9.1.1 kv存储的架构设计

• 存储节点定义
• tcp server /client
• hash数据存储
• list数据存储
• skiptable数据存储
• rbtree数据存储

9.1.2 网络同步与事务序列化

• 序列化与反序列化格式
• 建立事务与释放事务
• 线程安全的处理

9.1.3 内存池的使用与LRU的实现

• 大块与小块分配策略
• 内存回收机制
• 数据持久化

9.1.4 KV存储的性能测试

• 网络测试tps
• 吞吐量测试
• go， lua， java多语言支持
• hash/list/skiptable/rbtree 测试

10.1 项目：图床共享云存储(上线项目，从零构建)

10.1.1 fastdfs架构分析和配置

• fastdfs架构分析
• 快速配置fastdfs
• 上传文件逻辑分析
• 下载文件逻辑分析

10.1.2 fastdfs存储原理

• tracker，storage分 析
• 存储机制
• 支持断点续传
• 相同文件内容只保存一份

10.1.3 分布式fastdfs存储集群部署

• 同步机制
• 线性扩容
• 如何实现高可用
• 负载均衡

10.1.4 高负载nginx的上传与下载

• fastdfs-nginx-module模块分析
• nginx的upload模块实现
• nginx实现上传下载

10.1.5文件传输和接口设计

• http接口设计
• 图床数据库设计
• 图床文件上传，下载，分享功能实现
• 业务流程实现

10.1.6产品上云公网发布/测试用例

• 使用云服务器的各种坑分析
• fiddler监控http请求，postman模 拟请求
• wrk测试接口吞吐量
• jmeter压 力测试

11.3 微服务即时通讯(上线项目，迭代开发)

11.3.1 IM即时通讯项目框架分析和部署

• 即时通讯应用场景分析
• 即时通讯自研和使用第三方SDK优缺点
• 即时通讯数据库设计
• 接入层、逻辑层、路由层、数据层架构
• 即时通讯项目部署
• 即时通讯web账号注册源码分析

11.3.2 IM消息服务器/文件传输服务器

• protobuf通信协议设计
• reactor模型C++实现
• login_server负载均衡手写代码实现
• 用户登录请求验证密码+混淆码MD5匹对
• 如何全量、增量拉取好友列表、用户信息
• 知乎、b站小红点点未读消息如何实现

11.3.3 IM消息服务器和路由服务器设计

• 请求登录逻辑
• 最近联系会话逻辑
• 查询用户在线主题
• 未读消息机制
• 单聊消息推拉机制
• 群聊消息推拉机制
• 路由转发机制

11.3.4 数据库代理服务器设计

• main函数主流程
• reactor+线程池+连接池处理逻辑分析
• redis缓存实现消息计数(单聊和群聊)
• redis实现未读消息机制
• 如何实现群消息的推送
• 单聊消息推送、拉取优缺点

11.3.5 文件服务器和docker部署

• 在线文件传输机制分析
• 离线文件传输机制分析
• etcd微服务注册与发现
• docker制作与部署

11.3.6产品上云公网发布/公网测试上线

• 单元测试案例
• testbench如何设计
• IM项目性能压测
• 定制私有功能
• 拓展新功能(代码)
• 云服务器部署

项目：

魔兽世界后端 TrinityCore c++14/17/20

微服务即时通讯 c++11/14

图床共享云存储 c/c++

分布式 kvstore

协程框架 NtyCo

用户态 tcp/ip 协议栈

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