精选6个C++项目，推荐新人练手首选！（上）

无论做什么项目，在写简历时，最好要整理出项目中的技术点，思考如何跟面试官介绍你的项目，要经得起面试官的提问。项目的话，可以考虑做下面的这几个：

如果你想给自己的简历增加C+ +项目经验,以下提供一些方向指南：

1.开源项目贡献:参与C+ +开源项目是一个很好的方式,可以展示你的技术能力和合作能力。你可以选择一知名的C+ +开源项目,阅读源代码,修复bug ,实现新功能或者改进性能,然后向项目贡献你的代码。这样不仅能够积累项目经验,还能与其他开发者进行交流和学习。

2.个人项目:你可以考虑开发-些个人项目来展示你的C+ +能力。这些项目可以是小型的工具库或者应用程序,解决实际问题或者展示某个领域的技术。确保你的项目具有-定的可扩展性和复杂性,以展示你的技术深度和项目管理能力9。

3.实习和兼职:找与C+ +相关的实习和兼职机会可以为你提供实际项目经验。即使是小规模的项目,也能让你接触到实际开发环境和团队合作,积累相关经验。

4.参加编程比赛:参加一些C+ +编程比赛可以锻炼和展示你的技术能力。你可以选择一些与C+ +相关的比赛,通过解决竞赛问题来展示你的算法和编码能力。参与比赛不仅可以提升你的技术水平,还可以在简历上增加有竞争力的项目经验。

5.学术研究项目:如果你之前一直从事理论研究,你可以考虑将你的C+ +知识应用到相关的学术研究项目中。例如,实现某种算法或者模型的C+ +版本,进行性能优化或者扩展功能等。这样可以展示你在C+ +领域的研究能力和实际应用能力。

我自己学C++，填了一个坑又一个坑，深知新手学习C/C++的重要性和疑难问题，因此特地给C/C++开发的同学精心准备了一份优惠优质学习卡——零声白金卡（https://xxetb.xet.tech/s/3wrN44购买地址），6个项目分别是：基础架构-KV存储项目、spdk文件系统实现项目、Linux内核内存管理实战案例分析、golang云原生、FFmpeg+SDL播放器开发实站QtMP3音乐播放器搜索引擎实战，提供项目源码下载，同时这份资料也包括 C/C++学习路线、简历指导和求职技巧等。

——以下详细介绍六个项目，从原理设计到测试。

一、KV存储项目

KV，即“Key-Value”，是YoC（Yun on Chip）中一个进行持久化存储的轻量级组件，主要用于Nor Flash。来自于SDK（kv v7.4.3）的README.md中的API说明如下图所示。

KV存储，必须建立在Flash分区的基础之上，所以必须要先建立分区，在“Hello World”案例中，分区初始化的代码是注释掉的，所以需要把注释去掉才可以——这里也算一个坑吧，当时困扰了许久（其实也是不细心）。

1.1kv存储的架构设计

在设计一个基础架构-KV存储项目时，可以考虑以下几个方面：

1. 存储引擎选择：选择适合的底层存储引擎，如LevelDB、RocksDB、Redis等，根据需求权衡各自的优势和特点。
   
2. 数据分片和分布式部署：将数据按照一定规则划分为多个分片，并将其分布到不同节点上，实现数据的负载均衡和水平扩展。
   
3. 数据复制和容错性：采用主从或者多副本机制，保证数据的冗余备份，在节点故障时能够快速恢复服务。
   
4. 一致性协议选择：选择适合的一致性协议，如Paxos、Raft等，确保数据在集群中的一致性和可靠性。
   
5. 缓存策略：结合缓存技术如LRU（Least Recently Used）、LFU（Least Frequently Used）等策略提高读写效率。
   
6. 高可用性和负载均衡：使用负载均衡器、故障转移机制等，实现高可用性和请求的均衡分发。
   
7. 安全性和权限控制：考虑数据的安全性，设计相应的权限控制机制，保护数据免受未授权访问。
   

KV架构设计

1.2网络同步与事务序列化

网络同步和事务序列化是在分布式系统中常见的两个概念。

网络同步： 网络同步是指在分布式系统中，各个节点之间通过网络进行通信时，保证数据的一致性和可靠性。当一个节点发起操作请求时，其他相关节点需要及时响应并保持数据的一致状态。

常见的网络同步方法包括：

• 时钟同步：各个节点使用统一的时间标准来确保事件发生的顺序一致。
  
• 消息传递：通过消息传递机制，在不同节点之间发送消息，并等待确认或者响应来实现数据同步。
  
• 分布式锁：使用分布式锁来保证在某个时间段内只有一个节点可以访问共享资源。
  

事务序列化：事务序列化是指在分布式数据库系统中，对多个事务进行调度和执行的方式。由于并发事务可能会导致数据不一致问题，因此需要采取合适的调度策略来保证事务的隔离性、原子性、一致性和持久性。

常见的事务序列化方法包括：

• 串行化：将多个并发事务按照先后顺序依次执行，确保每个事务都完全独立地执行。
  
• 2PL（Two-Phase Locking）：采用锁机制来保证事务的隔离性，分为加锁和释放锁两个阶段。
  
• MVCC（Multi-Version Concurrency Control）：通过版本控制机制来实现并发事务的执行，每个事务读取到的数据都是一个确定的版本。
  

总之，网络同步主要关注节点之间数据的一致性和可靠性，而事务序列化则关注在分布式数据库系统中多个事务的调度和执行方式。它们都是为了保证分布式系统的正确运行和数据一致性。

1.3KV存储的性能测试

KV存储（键值存储）的性能测试通常涉及以下指标：

1. 吞吐量（Throughput）：衡量系统在单位时间内能够处理的请求数量。可以通过并发访问系统，同时发送多个读写请求，并统计系统的响应速度来评估吞吐量。
   
2. 延迟（Latency）：衡量系统响应请求所需的时间。可以通过发送单个请求，并记录从发送到接收到响应所经过的时间来评估延迟。
   
3. 可扩展性（Scalability）：衡量系统在面对不断增加的负载时，是否能够保持稳定的性能水平。可以逐渐增加负载并监测系统的吞吐量和延迟来评估可扩展性。
   
4. 内存占用（Memory Footprint）：衡量系统在存储大规模数据时所消耗的内存空间。可以监测系统在加载和处理数据时所占用的内存大小。
   
5. 磁盘使用率（Disk Usage）：衡量系统在持久化数据时占用磁盘空间的情况。可以检查磁盘上数据文件和日志文件的大小来评估磁盘使用率。
   

KV性能测试1

KV性能测试2

这些指标可以通过自动化测试工具或编写自定义测试脚本进行性能测试。具体测试方法和工具选择取决于所使用的KV存储系统。常用的KV存储系统包括Redis、RocksDB、LevelDB等。

PS：提供源代码

二、spdk文件系统实现项目

SPDK（Storage Performance Development Kit）是一个开源的、高性能存储软件开发工具包，用于构建高性能、低延迟的存储应用程序。在SPDK中，文件系统的实现主要集中在使用SPDK提供的块设备接口进行数据读写操作。

在SPDK上实现一个文件系统项目，可以按照以下步骤进行：

1. 了解SPDK：首先，熟悉SPDK框架和API，了解其设计理念和使用方法。
   
2. 设计文件系统结构：根据你的需求和目标，设计文件系统的结构和功能。考虑元数据管理、文件分配、数据读写等方面。
   
3. 实现块设备接口：使用SPDK提供的块设备接口与底层存储交互。这涉及到数据的读取和写入以及对块设备进行管理。
   
4. 实现文件系统逻辑：根据设计，在块设备接口之上实现文件系统的逻辑部分。这包括对元数据的管理、文件分配策略、目录结构等。
   
5. 进行测试与优化：完成代码编写后，进行充分测试以确保功能正常并满足性能要求。如有必要，进行性能优化以提升文件系统的效率和响应速度。
   

2.1spdk blob文件系统设计分析

SPDK（Storage Performance Development Kit）是一个用于开发高性能存储应用的开源软件包。它提供了一组库和工具，可帮助开发者利用现代非易失性存储介质（如NVMe SSD、PMem等）的高速、低延迟特性。

SPDK并不直接提供Blob文件系统，但可以基于SPDK构建Blob文件系统。在设计Blob文件系统时，需要考虑以下几个方面：

1. 存储介质管理：Blob文件系统需要有效地管理存储介质，包括处理空间分配与回收、块映射与地址转换等功能。这通常涉及到设计合理的数据结构和算法，以最大程度地提升性能和减少写放大效应。
   
2. 并发访问控制：多个客户端可能同时对Blob文件系统进行读写操作，因此需要实现并发访问控制机制来确保数据一致性和避免竞争条件。这可能涉及锁机制、事务处理或其他并发控制技术。
   
3. 数据完整性保护：Blob文件系统应该提供一定的数据完整性保护机制，以防止数据损坏或丢失。常见的做法包括使用校验和、冗余备份等技术。
   
4. 垃圾回收与压缩：为了充分利用存储介质空间，Blob文件系统通常需要实现垃圾回收和数据压缩机制。垃圾回收可以及时释放无效或已删除的数据块，而数据压缩可以进一步减小存储占用。
   
5. 文件系统接口与管理功能：除了底层的存储管理，Blob文件系统还需要提供适当的文件系统接口和管理功能，以便用户能够方便地进行文件读写、目录操作、权限控制等。
   

2.2文件系统引入线程与json配置解析

当文件系统引入线程和JSON配置解析时，可以提供更高效的并发处理和更灵活的配置管理：

文件系统引入线程：

• 并发处理：文件系统操作通常包括读取、写入、复制、删除等操作，这些操作可能会涉及到大量的磁盘I/O，而磁盘I/O是一个相对较慢的过程。通过引入线程，可以将文件系统操作异步化，在后台进行，并且不会阻塞主线程的执行。
  
• 多线程安全：多个线程同时操作文件系统时，需要保证数据一致性和安全性。使用锁机制或其他同步机制来控制对共享资源（如文件）的访问是必要的，以避免竞争条件和数据损坏。
  

JSON配置解析：

• 灵活性：使用JSON作为配置文件格式具有良好的可读性和可扩展性。它支持嵌套结构、数组、键值对等形式，可以轻松表示各种配置选项，并且容易添加新的配置字段或修改现有字段。
  
• 解析过程：解析JSON配置文件需要将其从字符串转换为内部数据结构（例如字典或对象）。通常使用JSON解析库来完成此任务。该库会将JSON文本逐行解析，并将其转换为程序可操作的数据结构，以便在代码中进行进一步处理和使用。
  
• 配置管理：解析JSON配置文件后，可以通过访问内部数据结构来读取和修改各个配置项。这使得应用程序能够动态地加载和更新配置，而无需重新编译或重启。
  

2.3文件系统四层架构设计与构建git版本管理

文件系统的四层架构设计一般包括物理存储层、逻辑存储层、文件控制层和文件服务层。而Git是一个分布式版本管理系统，用于跟踪代码的变化和协作开发。下面是关于这两个方面的简要说明：

文件系统四层架构设计：

• 物理存储层：负责实际将数据存储在硬盘或其他介质上。
  
• 逻辑存储层：处理文件和目录的逻辑结构，并将其映射到物理存储空间上。
  
• 文件控制层：管理文件的创建、读取、写入和删除等操作，以及处理权限和安全性等问题。
  
• 文件服务层：提供高级功能，如缓存、索引、压缩、加密等。
  

这种架构设计可以使文件系统更具可扩展性、灵活性和性能：

1. Git版本管理：Git是一个分布式版本控制系统，通过记录代码库中每次修改的差异来跟踪文件的变化，并允许多人协同开发。它有以下关键概念：
   

• 仓库（Repository）：包含所有版本历史记录和代码的集合。
  
• 提交（Commit）：表示一次代码变更，记录了修改内容、作者信息等。
  
• 分支（Branch）：独立的代码线，可以并行开发和合并。
  
• 合并（Merge）：将不同分支上的代码变更合并到一起。
  
• 远程仓库（Remote Repository）：存储在服务器上的代码库，用于协同开发。
  

通过Git版本管理，可以轻松跟踪代码的历史变化、回退到任意版本、解决冲突、合作开发等。

2.4从blob读写到文件系统的原语操作实现

要将数据从 Blob 读取并写入文件系统，你可以按照以下步骤进行操作：

1. 首先，确定你的编程语言和所使用的文件系统库。不同的编程语言和库可能会有一些差异，但基本原理是相似的。
   
2. 创建一个文件对象或打开一个已存在的文件对象，用于写入数据。这可以通过调用文件系统库提供的相应函数来完成。确保设置适当的路径、权限等参数。
   
3. 使用 Blob 对象提供的方法（根据编程语言和库而定）将数据从 Blob 中读取出来。Blob 提供了一些方法，如 read() 或 getBytes() 等，可根据需要选择合适的方法。
   
4. 将读取到的数据写入到打开的文件对象中。这可以通过调用文件对象提供的写入函数（例如 write()）来实现。将读取到的数据作为参数传递给该函数即可。
   
5. 关闭文件对象以确保写入操作完成，并释放相关资源。这可以通过调用文件对象提供的关闭函数（例如 close()）来完成。
   

注意：在实际操作中，请确保处理错误和异常情况，并适当地处理读取和写入过程中可能出现的问题，比如处理网络传输中断或者磁盘空间不足等情况。

在C++中，可以使用标准库提供的文件操作相关类来实现从内存中的 BLOB（Binary Large Object）数据读写到文件系统。以下是一个示例：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
// 将二进制数据写入文件
void WriteBlobToFile(const std::vector<char>& blobData, const std::string& filePath) {
    std::ofstream file(filePath, std::ios::binary);
    if (file.is_open()) {
        file.write(blobData.data(), blobData.size());
        file.close();
        std::cout << "BLOB数据已成功写入文件：" << filePath << std::endl;
    } else {
        std::cerr << "无法打开文件：" << filePath << std::endl;
    }
}
// 从文件中读取二进制数据
std::vector<char> ReadBlobFromFile(const std::string& filePath) {
    std::ifstream file(filePath, std::ios::binary | std::ios::ate);
    if (file.is_open()) {
        // 获取文件大小
        size_t fileSize = file.tellg();
        file.seekg(0, std::ios::beg);
        // 创建容器来保存读取的二进制数据
        std::vector<char> blobData(fileSize);
        // 从文件中读取二进制数据
        if (file.read(blobData.data(), fileSize)) {
            file.close();
            return blobData;
        } else {
            file.close();
            throw std:runtime_error("读取文件时出错：" + filePath);
        }
    } else {
        throw std:runtime_error("无法打开文件：" + filePath);
    }
}
int main() {
    // 示例用的二进制数据
    std::vector<char> blobData = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ',', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd'};
    // 写入数据到文件
    WriteBlobToFile(blobData, "blob.txt");
    // 从文件中读取数据
    std::vector<char> readData = ReadBlobFromFile("blob.txt");
    // 输出读取的数据
    for (char c : readData) {
        std::cout << c;
    }
    return 0;
}

述示例代码演示了如何将 BLOB 数据写入到文件中，并从文件中读取二进制数据。你可以根据实际需求进行调整和优化。

2.5syscall的hook实现

Syscall hook是一种在操作系统层面拦截和修改系统调用的技术。下面是一个基本的Syscall hook实现步骤：

1. 获取目标系统调用表：首先，需要获取到目标操作系统的系统调用表。这个表记录了每个系统调用对应的函数指针。
   
2. 修改访问权限：由于系统调用表通常是只读的，需要修改其访问权限为可写。
   
3. 替换目标函数指针：将要hook的系统调用对应的函数指针替换为自定义的函数指针。这样当程序执行该系统调用时，会跳转到自定义函数而不是原始函数。
   
4. 在自定义函数中添加逻辑：在自定义函数中可以添加任意逻辑来修改、监视或者绕过原始的系统调用行为。可以根据需要做各种处理，例如记录参数、修改返回值等。
   
5. 恢复原始状态：在完成hook后，需要恢复被修改过的系统调用表和相关设置，确保操作系统正常运行。
   

需要注意的是，Syscall hook实现涉及底层操作和对内核数据结构的理解，且具体实现方式可能因操作系统版本和架构而有所差异。同时，在进行Syscall hook时需小心操作，避免对操作系统造成损害或安全风险。建议在合法授权范围内使用并测试代码。

2.6基数树对文件系统内存管理

基数树（Radix Tree）是一种常用于文件系统内存管理的数据结构。它提供了高效的索引和查找操作，特别适用于大规模的文件系统。

基数树是一种多叉树，每个节点包含一个键值和指向子节点的指针。在文件系统中，键值通常是文件路径或者inode号，而子节点则表示目录或者文件块。

下面详细解释基数树的内存管理过程：

1、初始化：开始时，创建一个空的基数树，并将根节点初始化为空。

2、插入操作：当需要添加一个新的文件或目录时，按照其路径或inode号从根节点开始进行插入操作。

• 首先检查当前节点是否已经存在该键值对应的子节点。如果存在，则进入该子节点继续插入操作。
  
• 如果不存在对应子节点，则创建一个新的子节点，并将其与当前节点关联起来。同时，将新子节点与待插入键值相关联。
  
• 重复以上步骤直到插入完整个路径或inode号。
  

3、查找操作：当需要查找某个文件或目录时，从根节点开始按照路径或inode号进行搜索。

• 检查当前节点是否包含要查找的键值。如果是，则找到了目标对象。
  
• 如果不是，则沿着合适的子节点继续搜索，直到找到目标对象或搜索完整个路径或inode号。
  

4、删除操作：当需要删除一个文件或目录时，按照其路径或inode号从根节点开始进行删除操作。

• 首先检查当前节点是否包含待删除键值。如果是，则删除该键值对应的子节点，并将其与当前节点解除关联。
  
• 如果不是，则沿着合适的子节点继续搜索，直到找到待删除对象或搜索完整个路径或inode号。
  

基数树的优势在于其高效的索引和查找操作。相较于传统的二叉树或B树，基数树能够更好地利用内存空间，并减少了不必要的比较次数。这使得基数树在大规模文件系统中具有良好的性能表现。

2.7文件系统hook api的设计与实现

文件系统的Hook API设计与实现通常包括以下步骤：

1. 确定需要Hook的目标函数：首先，你需要确定要在文件系统中Hook哪些函数。这取决于你的需求和目标，比如读取文件、写入文件、创建文件等。
   
2. 创建Hook函数：根据目标函数的签名和功能，创建相应的Hook函数。这些Hook函数将替代原始的目标函数，并在适当的时机被调用。
   
3. 使用钩子机制注入Hook：使用操作系统提供的钩子机制（例如Windows下的Detours库、Linux下的LD_PRELOAD）将Hook函数注入到目标进程或者动态链接库中。
   
4. 实现具体功能：在每个Hook函数中实现你所需的具体功能。可以是记录日志、修改参数、过滤数据等。
   
5. 恢复原始行为（可选）：如果需要恢复原始行为，可以在适当时机撤销对目标函数的Hook，并将它们指向原始实现。
   

需要注意以下几点：

• 需要了解操作系统和编程语言相关API和底层实现。
  
• 在进行文件系统Hook时，谨慎处理文件句柄或描述符，确保正确管理资源。
  
• 不同操作系统可能有不同的实现方式和限制条件，请参考相关文档。
  
• Hook操作可能会引入安全风险，请仔细评估和测试实现。
  

以上是一个基本的文件系统Hook API设计与实现的概述，具体细节可能因操作系统、编程语言和需求而有所不同。

2.8文件系统posix api的兼容问题与文件夹设计

POSIX API（Portable Operating System Interface）是一套定义了操作系统接口的标准，旨在提供跨平台的兼容性。但是不同操作系统对于 POSIX API 的实现程度和细节可能存在差异，因此在编写跨平台代码时需要注意兼容性问题。

对于文件夹设计，可以考虑以下几点：

1. 跨平台路径分隔符：不同操作系统使用不同的路径分隔符，如在 Windows 上是反斜杠（\），而在 Linux 和 macOS 上是正斜杠（/）。为了保证跨平台兼容性，建议使用可移植的方式来表示路径，例如使用正斜杠或者使用特定库函数来处理路径。
   
2. 文件名大小写敏感：某些操作系统对于文件名的大小写敏感，而另一些则不敏感。因此，在进行文件夹设计时需要注意统一命名规范，并尽量避免混淆。
   
3. 文件夹权限：不同操作系统可能对于文件夹权限管理有所差异。在涉及到创建、修改、删除文件夹等操作时，要考虑适配不同操作系统的权限要求。
   
4. 特殊字符转义：某些字符在文件名中可能被认为是特殊字符，在进行文件夹设计时应该进行转义或者避免使用这些特殊字符，以确保跨平台的兼容性。
   

PS:提供源码