Linux C/C++开发（后端/音视频/游戏/嵌入式/高性能网络/存储/基础架构/安全）（上）

C++/Linux服务器开发」别名可以叫「C++后台开发」,目前BAT里面都是有大量的C++开发岗位，鹅厂在c++后台开发岗都是急需。虽然岗位对技术要求难度系数较高，但是有大厂情结的朋友们还是可以冲一冲的。

很多有c/c++语言基础的朋友，在面试后台岗的时候都会有一个疑问，面试大厂的时候，技术水平要到一个什么程度才能进？

这里就分为校招和社招。校招的话对于技术层面的要求会相对较低。会C with STL以及常见的数据结构与算法，并且笔试能当场做出leetcode中等难度以下的人就有70分了，如果笔试的时候对STL、auto、lambda等用法都很熟练，都有加分。对于实习生来说，表现不错就可以招进来，剩下网络编程和linux进去之后会再教你。

所以校招更看重的是你的基础和学习能力。实习进去之后再观察你的技术学习进度决定是否给你发offer。当然，如果你能提前掌握Linux环境编程，网络编程等技术更会加分，毕竟不管是哪个赛道，内卷都是有的。

还不熟悉的朋友，这里可以先领取一份Linux c/c++开发新手学习资料包（入坑不亏）：

本文介绍下Linux C/C++开发（后端/音视频/游戏/嵌入式/高性能网络/存储/基础架构/安全）从入门到高级进阶的学习路线，整个学习路线，直接对标腾讯c++后台开发岗位，知识点包括C/C++，Linux，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，协程，DPDK等等 。其次你把整个内容，全部消化，是完全可以胜任任何Linux C/C++开发岗位招聘，Linux C/C++开发招聘。

什么是Linux?

Linux是一个操作系统软件。与Windows不同的是，Linux是一套开放源代码程序的、并可以自由传播的类Unix操作系统，它是一个支持多用户、多任务、多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。

Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

Linux零基础入门：如何快速入门，需要哪些知识点？

1：linux环境专栏

• linux系统安装
  
• linux开发环境ssh与Samba配置
  
• linux开发环境Gcc配置
  
• linux的命令操作8条目录操作与5条文件操作
  

2：shell 脚本编程案例

3：统计文件单词数量（文本操作）

• 状态机实现文件单词统计
  

4：实现通讯录（结构体）

• 通讯录实现的架构设计与需求分析
  
• 链表的实现与数据结构的定义
  
• 架构接口层的实现
  
• 业务逻辑的分析与实现
  
• 通讯录人员操作代码的调试
  
• 通讯录人员操作代码调试与运行
  
• 通讯录删除人员操作的调试与BUG解决
  
• 文件保存于加载的接口层实现
  
• 文件保存业务实现
  
• 通讯录调试与运行
  

5：并发下的技术方案（锁）

• 多线程并发锁的项目介绍
  
• 多线程并发锁的方案一互斥锁
  
• 多线程并发锁的方案一自旋锁
  
• 多线程并发锁的方案一原子操作
  

附：

这里给大家推荐零声教育全网独家的【Linux C/C++开发】课程体系，通过原理技术+源码分析+案例分析+项目实战，全面解析Linux C/C++，8个上线项目，2W+行手写代码，全面解析：

Linux C/C++开发

1、精进基石专栏

（一）数据结构与算法

• 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
  
• 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
  
• 海量数据去重的abhloriter bitap
  
• 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
  

（二）设计模式

• 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
  
• 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
  

（三）c++新特性

• stI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
  
• 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_ var iable
  
• 异常处理exception_ _ptr
  
• 错误处理error _ category
  
• coroutine的用法与原理
  

（四）Linux工程管理

• Makefi le/ cmake/conf igure
  
• 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
  
• Makefile的操作函数与特殊语法
  
• configure生成makefile的原则
  
• cmake的写法
  
• 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
  
• 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upt ime
  
• 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mysq| 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
  

2、高性能网络设计专栏

（一）网络编程异步网络库zvnet

• 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
  
• 事件驱动reactor的原理与实现
  
• reactor针对业务实现的优点
  
• poll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
  
• 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
  

（二）网络原理

• 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
  
• ulimit的fd的百万级别支持
  
• sysctI. conf的rmem与wmem的调优
  
• conntrack的原理分析
  
• Posix API与网络协议栈
  
• connect，listen， 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
  
• UDP的可靠传输协议QUIC
  
• udp的优缺点
  
• udp高并发的设计方案
  
• qq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
  
• 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
  

（三）自研框架:基于dpdk的用户态协议栈的实现(已开源)

• 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
  
• 应用层posix api的具体实现
  
• socket/bind/listen的实现
  
• accept实现
  
• recv/send的实现
  
• 滑动窗口/慢启动讲解
  
• 重传定时器，坚持定时器，time_ wait定时器，keepalive定时器
  
• 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
  
• 高性能异步io机制io_ _uring
  
• 与epo1l媲美的io_ uring
  
• io_ _uring系统调用io_ _uring_ setup， io_ _ur ing_ register， io_ _ur ing_ enter
  
• liburng的io_ uring的关系
  
• io_ uring与epoll性能对比
  
• io_ _uring的共享内存机制
  
• io_ uring的使用场景
  
• io_ ur ing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
  

3、基础组件设计专栏

（一）池式组件

• 手写线程池与性能分析(项目)
  
• 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
  
• 内存池的实现与场景分析(项目)
  
• 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
  
• mysq|连接池的实现(项目)
  
• 连接池性能的影响的2个因素，top连接和mysq|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
  

（二）高性能组件

• 原子操作CAS与锁实现(项目)
  
• 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
  
• 无锁消息队列实现(项目)
  
• 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
  
• 网络缓冲区设计
  
• RingBuffer设计
  
• 定长消息包
  
• ChainBuffer 设计
  
• 双缓冲区设计
  
• 定时器方案红黑树，时间轮，最小堆(项目)
  
• 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
  
• 手写死锁检测组件(项目)
  
• 死锁的现象以及原理
  
• pthread_ _mutex_ lock/pthread_ _mutex_ _unlock dIsym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, unlock_ after
  
• 死锁检测线程的实现
  
• 手写内存泄漏检测组件(项目)
  
• 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
  
• 手把手实现分布式锁(项目)
  
• 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
  

（三）开源组件

• 异步日志方案spdlog (项目)
  
• 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
  
• 应用层协议设计ProtoBuf(项目)
  
• 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、中间件开发专栏

（一）Redis

• Redis相关命令详解及其原理
  
• string，set， zset， Iist，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
  
• 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
  
• 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
  
• 主从同步与对象模型
  
• 对象的类型与编码
  
• 广字符串对象
  
• 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
  

（二）MySQL

• 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
  
• 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
  
• 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|S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
  
• 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mysql緩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canal原理分析
  
• 3种缓存故障，缓存击穿，缓存穿透，缓存雪崩
  

（三）Kafka

• 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
  
• Topi cs和Partition
  
• 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
  
• 微服务之间通信基石gRPC
  
• gRPC的 内部组件关联
  
• CI ientS ide与ServerSide， Channel, Ser ivce， 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
  
• 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
  

（四）Nginx

• 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
  
• 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
  
• 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、开源框架专栏

（一）游戏服务器开发skynet (录播答疑)

• 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
  
• skynet网络层封装以及lua/c接口编程
  
• skynet reactor 网络模型封装
  
• socket/ socketchanne|封装
  
• 手撕高性能c服务
  
• lua编程以及lua/c接口编程
  
• skynet重要组件以及手撕游戏项目
  
• 基础接口 skynet. send, skynet. cal I, 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
  

（二）分布式API网关

• 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
  
• 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
  
• 二代理层缓存与响应服务
  
• 系统日志
  

（三）SPDK助力MySQL数据落盘， 让性能腾飞(基础设施)

• 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
  
• 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
  
• 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
  

（四）高性能计算CUDA (录播答疑)

• 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
  
• 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
  

（五）并行计算与异步网络引擎workflow

• workflow的应用场景
  
• workflow的编程范式与设计理念
  
• mysq/redis/kafka/dns的请求实现
  
• parallel处理与任务组装
  
• workf low的组件实现
  
• 线程池实现
  
• DAG图任务
  
• msgqueue的实现
  
• 纯c的jsonparser实现
  

（六）物联网通信协议mqtt的实现框架mosquitto

• 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
  
• 0Auth与JWT的安全认证
  
• mctt的broker
  
• mqtt的遗嘱机制
  
• 发布订阅的过滤器.
  
• mosqujitto的docker部暑
  
• matt的日志实时监控
  

6、云原生专栏

（一）Docker

• Docker风光下的内核功能(录播答疑)
  
• 进程namespace
  
• UTS namespace
  
• IPC namespace
  
• 网络namespace
  
• 文件系统namesapce
  
• cgroup的资源控制
  
• Docker容器管理与镜像操作(录播答疑)
  
• 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
  
• Docker网络管理(项目)
  
• 5种Docker网络驱动
  
• pipework跨主机通信
  
• 0vS划分vlan与隧道模式
  
• GRE实现跨主机Docker间通信
  
• Docker云与容器编排 (项目)
  
• Dockerfile的语法流程
  
• 编排神器Fig/Compose
  
• FIynn体系 架构
  
• Docker改变了什么?
  

（二）Kubernetes

• k8s环境搭建(录播答疑)
  
• 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.
  
• yam|文件语法
  
• Pod与Service的用法 (录播答疑)
  
• 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
  
• k8s集群管理的那些事儿(项目)
  
• Node的管理
  
• namespace隔离机制
  
• k8s集群日志管理
  
• k8s集群监控
  
• k8s二次开发与k8s API (项目)
  
• RESTful接口
  
• API聚合机制
  
• API组
  
• Go访问k8s API
  

7、性能分析专栏

（一）性能与测试工具

• 测试框架gtest以及内存泄漏检测(录播答疑)
  
• goog letest与goog lemock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
  
• 性能工具与性能分析(录播答疑)
  
• 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
  
• 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
  

（二）观测技术bpf与ebpf

• 内核bpf的实现原理
  
• 跟踪，嗅探，采样，可观测的理解
  
• 动态hook: kpr obe/ upr obe
  
• 静态hook: tr acepoint和USDT
  
• 性能监控计时器PMC模 式
  
• cpu的观测taskset的使 用
  
• BPF工具bpftrace， BCC
  
• bpf对内核功 能的观测
  
• 内存观测kmalloc与vm_ area_ struct
  
• 文件系统观测vfs的状态:
  
• 磁盘io的观测bitesize, mdf lush
  
• bpf对网络流量的统计
  
• bpf对redis-server观测
  
• 网络观测tcp_ connect， tcp_ accept, tcp_ close
  

（三）内核源码机制

• 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
  
• 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
  
• 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、分布式架构

（一）分布式数据库

• 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
  
• Transact i ons
  
• 快照存储
  
• 日志结构的数据库引擎
  
• 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
  
• TiDB集群方案与Replication原理
  
• 集群三个组件 TiDB Server, PD Server, TiKV Server
  
• Raft协议讲解
  
• OLTP与0LAP
  

（二）分布式文件系统(录播答疑)

• 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
  
• 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
  

（三）分布式协同

• 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、 BoItDB、 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)
  
• 协同事件用户态文件系统fuse (项目)
  
• 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
  
• 快播核心技术揭秘P2P框架的实现(录播答疑)
  
• 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
  

9、上线项目实战

（一）dkvstore实现(上线项目)

• kv存储的架构设计
  
• 存储节点定义
  
• tcp server/cI ient
  
• hash数据存储
  
• list数据存储
  
• skiptable数据存储
  
• rbtree数据存储
  
• 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
  
• 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
  
• 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/sk iptable/rbtree测试

（二）图床共享云存储(上线项目)

• ceph架构分析和配置
  
• ceph架构分析
  
• 快速配置ceph
  
• 上传文件逻辑 分析
  
• 下载文件逻辑分析
  
• 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
  
• 容器化docker部署
  
• crontab定时清理数据
  
• docker server服 务
  
• grpc连接池管理
  

（三）容器化docker部署

• crontab定时清理数据
  
• docker server服 务
  
• grpc连接池管理
  
• 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
  
• 微服务即时通讯(上线项目)
  
• IM即时通讯项目框架分析和部暑
  
• 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
  
• 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
  
• 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
  
• 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
  
• 文件服务器和ooker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制作与部暑
  

（四）零声教学AI助手一代(上线项目)

• AI助手架构设计与需求分析
  
• chatgpt的构想 与需求分析
  
• 基于开源项目初步构建项目
  
• gin框架实现代理服务
  
• 接口功能设计
  
• grpc与protobuf的使用流程
  
• token计数器与tokenizer的服务封装
  
• 敏感词识别服务
  
• 向量数据库与连接池设计
  
• redis实现上下文管理
  
• 问题记录保存
  
• web端协议解析
  
• OneBot协议
  
• 服务部署上线
  
• docker stack服务部署
  
• wrk接口吞吐量测试
  
• 线上节点监控
  

（五）魔兽世界后端TrinityCore (上线项目)

• 网络模块实现
  
• boost.asio跨平台网络库
  
• boost. asio核心命名空间以及异步io接口
  
• boost. asio在TrinityCore 中的封装
  
• 网络模块应用实践
  
• 地图模块实现
  
• 地图模块抽象: map、 area、grid、 cell
  
• 地图模块驱动方式
  
• A0I 核心算法实现
  
• AABB碰撞检测实现
  
• A*寻路算法实现
  
• 战斗模块实现
  
• 技能设计以及实 现
  
• Al设计
  
• 怪物管理
  
• 副本设计
  
• TrinityCore 玩法实现
  
• 用户玩法实现-任务系统
  
• 数据配置以及数据库设计
  
• 触发机制实现
  
• 多人玩法实现-工会设计
  

10、适宜的工程师人群（共分为8大群体）

• 1.从事业务开发多年，对底层原理理解不够深入的在职工程师
  
• 2.从事嵌入式方向开发，想转入互联网开发的在职工程师
  
• 3. 从事Qt/MFC等桌面开发的，薪资多年涨幅不大的在职工程师
  
• 4.从事非开发岗位(算法岗，运维岗，测试岗)，想转后台开发岗位的在职工程师
  
• 5.工作中技术没有挑战，工作中接触不到新技术的在职工程师
  
• 6.自己研究学习速度较慢，不能系统构建知识体系的开发人员
  
• 7.了解很多技术名词，但是深入细问又不理解的工程师
  
• 8.计算机相关专业想进入大厂的在校生(本科及以上学历，有c/c++基础)
  

11、配套书籍资料

• 1. MySQL: 《高性能MySQL 第3版》
  
• 2. Nginx: 《深入理解Nginx: 模块开发与架构分析(第2版)》(陶辉）
  
• 3. Redis: Redis设计与实现 (黄健宏)
  
• 4. Linux内核: 《深入理解Linux内核架构》 (郭旭 译)
  
• 5. 数据结构与算法:《算法导论》(第3版)
  
• 6.性能分析:《性能之巅洞悉系统、企业与云计算》
  
• 7. MongoDB: 《MongoDB权威指南》
  
• 8. Ceph: 《Ceph分布式存储学习指南》 (Ceph中国社区)
  
• 9. Docker: 《Docker容器 与容器云(第2版)》
  
• 10. TCP/IP: 《Tcp/Ip详解卷一卷二卷三》
  
• 11. Linux系统编程: 《Unix环境高级编程》
  
• 12. 计算机: 《深入理解计算机系统》
  
• 13. DPDK: 《深入浅出DPDK》
  
• 14. k8s: 《Kubernates权威指南》 龚正等编著
  
• 15. bpf: 《BPF之巅洞悉Linux系统和应用性能》
  

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学习成果检验

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Linux内核源码分析

Linux内核主要由进程调度(SCHED)，内存管理 (MM)，虚拟文件 系统 (VFS)，网络 接 口(NET)和进程间通信(IPC)构成。进程调度控制系统中多个进程对CPU的访问，使得多个进程在CPU中微观串行，宏观并行。内存管理主要控制多个 进程安全地共享主内存区域，当CPU提供MMU单元的时候，linux内存管理为每个进程提供虚拟内存到物理内存的转换。虚拟文件系统屏蔽底层各种硬件的 具体细节，为所有设备提供统一的接口。

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1、进程管理专题

（一）操作系统与汇编基础

• Linux操作系统进程分析
  
• 计算机基础技术
  
• 进程原理
  
• Linux特性与内核版本
  
• 进程特征与调度算法
  
• 死锁产生必要条件
  
• 进程状态及转换
  
• 进程调度策略与调度依据
  
• 存储器结构与分区存储管理
  
• 主存储器结构及技术指标
  
• 分配策略与分区回收
  
• 页表与交换技术
  
• 物理内存与虚拟内存
  
• 段式存储管理与页式存储管理
  
• 文件管理基础架构
  
• x86_ ARM处理器架构
  
• x86架构整体部件分析
  
• ARM处理器架构分析
  
• 64位通用寄存器结构
  
• 汇编基础与寻址方式
  
• SMP架构与NUMA架构
  
• ARM Cortex-A9处理器架构
  
• ARM常用指令系统详解
  

（二）进程管理基础

• Linux内核源码组织结构分析
  
• Linux内核(五大子系统关系)
  
• 内核源码目录结构详解
  
• 如何快速掌握阅读内核源码方法与技巧
  
• 进程原理与生命周期及系统调用
  
• 写时复制原理
  
• 进程内存布局
  
• 进程堆栈管理
  
• 系统调用实现
  
• 调度器及CFS调度器
  
• 实时调度类及SMP和NUMA
  
• task_ struct数据结构分析
  
• 进程内核do_ fork() /kernel_ clone()函数分析
  
• RCU机制及内存优化屏障
  
• 内核内存布局和堆管理
  
• 实战操作:内核数据结构(链表和红黑树)
  

（三）进程调度模块

• 进程调度策略
  
• SCHED_ DEADLINE
  
• SCHED_ FIFO
  
• SCHED_ RR
  
• SCHED_ NORMAL
  
• 四种进程优先级
  
• 调度优先级
  
• 静态优先级
  
• 正常优先级
  
• 实时优先级
  
• 五大调度类解析
  
• stop_ sched_ class
  
• idle_ shced_ class
  
• dI_ sched_ class
  
• rt_ sched_ class
  
• cfs_ sched_ class
  
• 多核调度分析
  
• 调度组与调度域
  
• 负载计算与均衡算法
  
• SMP调度类处理器负载均衡
  
• 实战操作:进程优先级与调度策略
  
• 实战操作: QEMU调试L inux内核
  
• 实战操作:动手编译自己Linux内核
  
• 实战操作:进程间通信实现
  

2、内存管理专题

（一）内存管理基础部分

• 虚拟地址空间布局架构
  
• 内存管理架构
  
• 用户虚拟地址空间布局
  
• 内核地址空间布局
  
• SMP/NUMA模型组织
  
• 物理内存组织结构与模型
  
• 系统调用sys_ mmap/sys_ munmap
  
• 物理内存组织三级结构
  
• 页表/页表缓存原理
  
• 处理器缓存机制及SMP缓存一致性
  
• 内存分配器(bootmem/ memb lock)
  
• bootmem分配器原理
  
• memblock分配器原理及分配流程
  
• 伙伴系统算法与实现
  
• 伙伴系统原理机制
  
• 分配页和释放页实现
  
• 块分配器(SIab/S1ub/Slob)原理实现
  
• 内存映射
  
• 数据结构分析
  
• 系统调用实现
  
• 创建/删除内存映射
  
• 实战操作:SIab块分配器实现
  
• 实战操作:进程地址空间在内核(VMA实现)

（二）内存管理进阶部分

• brk/kmalloc/vmalloc(系统调用分析)
  
• 不连续内存分配器原理
  
• 页表缓存(TLB)与巨型页
  
• TLB表项格式及管理
  
• ASID原理/VMID原理
  
• 处理器对巨型页的支持
  
• 标准巨型页原理及查看
  
• LRU算法与反向映射
  
• 缺页异常分析
  
• 写时复制缺页异常
  
• do_ page_ fault函数分析
  
• 文件映射缺页中断
  
• 匿名页面缺页异常
  
• 内存反碎片技术
  
• 内存碎片整理算法
  
• 虚拟可移动区域技术原理
  
• 内存检测与死锁检测
  
• 内核调优参数
  
• /proc/sys/kernel/
  
• /proc/sys/ vm/
  
• /proc/sys/fs/
  
• 内存屏障与内核互斥原理
  
• 编译器屏障
  
• 处理器屏障
  
• ARM64处理器内存屏障分析
  
• 内存与Kasan工具分析
  
• 五大常见内存访问错误
  
• Kasan内核检测工具应用
  
• 页回收原理机制
  
• 发起页回收
  
• 计算扫描页数
  
• 收缩活动页链表
  
• 回收不活动页
  
• 页交换与回收slab缓存
  
• 缓存着色
  
• 内存缓存数据结构
  
• 空闲对象链表及着色
  
• 内核调试方法printk/oops分析
  
• 实战操作:内存池原理及实现
  
• 实战操作:perf性能分析工具
  
• perf原理机制与安装配置
  
• perf采集数据命令29种工具应用
  
• perf采集数据至火焰图分析
  

3、网络协议栈专题

（一）网络基础架构

• sk_ _buff与net_ device详解.
  
• 套接字缓冲区管理数据
  
• 从套接字缓冲区获取TCP首部
  
• sk_ buff及net_ device结构分析
  
• TCP/UDP/ICMP协议栈分析
  
• 套接字分析
  
• 发送与接收UDP数据包分析
  
• 发送与接收TCP数据包分析
  
• 发送/接收1CMP/IPv4/IPv6消息.
  
• 传输层分析
  
• 流控制传输协议(SCTP)
  
• 数据报拥塞控制协议(DCCP)
  
• IPsec(互联网安全协议)
  
• IPsec基础知识
  
• XFRM框架/策略/状态
  
• 传输模式/隧道模式/IPsec高可靠性
  
• IPv4策略路由选择
  
• FIB信息_缓存_下一跳
  
• 生成及接收1CMPv4重定向消息
  
• 无线子系统分析
  
• MAC帧结构分析
  
• 扫描/身份验证/关联
  
• mac80211接收与传输实现
  
• 高吞吐量(802.11n)
  
• 网状网络(802.11s)
  
• IPv4重定向消息/FIB表
  
• Netfilter内核防火墙报文处理
  
• Netfilter框架简介
  
• 数据包选择Iptables
  
• 数据包过滤
  
• NAT(网络地址转换)
  
• 连接跟踪与数据包操纵
  
• 十Iptables基础/表和链及过滤规则
  
• Netfilter5种挂接点详解
  
• 注册Netfi Iter钩子回调函数源码分析
  
• NAT钩子回调函数分析
  
• 实战操作:内核NetI ink套接字及实战
  
• 数据结构设计与API系统调用
  
• 内核模块与用户应用程序设计
  

（二）网络协议栈架构

• Linux内核邻接子系统分析
  
• 创建与释放邻居AP1接口分析.
  
• ARP协议(IPv4)发送与接收请求分析
  
• 高级路由选择
  
• 组播路由选择
  
• 策略路由选择
  
• 多路径路由选择
  
• 接收/发送(IPv4和1Pv6)数据包
  
• InfiniBand栈的架构
  
• RDMA(远程直接内存访问)结构
  
• Inf iniBand组件与编址
  
• InfiniBand功能与数据包
  
• NIC数据包接收与发送分析
  
• NIC实现原理与NIC分类
  
• NIC数据包发送与接收流程分析
  
• eBPF原理与实现
  
• eBPF工作原理详解
  
• eBPF开发环境搭建
  
• eBPF如何在内核运行与交互
  
• 实战操作:epoll内核原理与实现
  
• 实战操作:内核防火墙iptables实现
  
• 实战操作:eBPF实践分析
  
• 进程跟踪
  
• 内核跟踪
  
• 性能优化
  

4、设备驱动专题

（一）设备驱动基础架构

• i/0体系结构
  
• 系统总线(PC1、 ISA、SCSI、 USB等)
  
• 与外设交互及控制设备
  
• 访问设备详解
  
• 内核块设备详解
  
• 块设备1/0操作集合及源码分析
  
• 通用磁盘及分区源码分析
  
• Linux设备模型
  
• 深度剖析LDM
  
• LDM数据结构分析
  
• 设备驱动程序原理与实现
  
• kobject结构分析
  
• kobj_ type/内核对象集合
  
• 设备模型和sysfs
  
• sysfs文件及属性
  
• 轮询sysfs属性文件
  
• 资源分配
  
• 资源管理
  
• i/0内存分析
  
• i/0端口 分析
  
• 字符设备操作
  
• 主设备与次设备
  
• 打开设备文件
  
• 分配与注册字符设备
  
• 写文件操作实现
  
• open/release方法
  
• read/write
  
• iiseek/poll方法
  
• 填充file_ operations结 构体
  
• 实战操作:USB设备驱动实现
  
• USB体系架构设计
  
• 驱动程序数据结构结构
  
• make及USB设备驱动测试
  
• 实战操作:PC1设备驱动实现
  
• 实战操作:TTY设备驱动实现
  

（二）NIC网络接口卡

• 数据结构
  
• 套接字缓冲区
  
• 网络设备接口
  
• 缓冲区管理与并发控制
  
• 网络吞吐量
  
• 协议性能
  
• 驱动程序性能
  
• 实战操作:NIC网卡驱动架构实现
  
• NIC网卡驱动的recv与sk_ buff
  
• NIC网卡open与stop的实现
  
• NIC编译与用户态协议栈
  

5、文件系统专题

（一）虚拟文件系统

• 文件系统类型与文件模型研究
  
• 磁盘文件系统(DF)
  
• 网络文件系统(NF)
  
• inode
  
• 链接
  
• API编程接口
  
• VFS数据结构
  
• 超级块(super_ block)
  
• 挂载描述符 (mount结构体)
  
• 索引结点(inode结构体)
  
• 目录项缓存(dentry结构体)
  

（二）文件系统调用

• 打开/关闭文件
  
• 创建/删除文件
  
• 读/写文件实现
  
• 文件回写技术原理/接口实现
  

（三）挂载文件系统

• 系统调用mount处理流程
  
• 绑定挂载/挂载命名空间
  
• 挂载/注册rootfs文件系统
  
• 无持久文件系统
  
• proc文件系统
  
• proc数据结构
  
• 初始化及装载proc
  
• 管理proc数据项
  
• 数据读写实现
  
• 系统控制机制
  
• sysfs文件系统
  
• sysfs数据结构
  
• 装载文件系统
  
• 文件和目录操作
  
• 向sysfs添加数据内容
  
• 实战操作:procfs文件系统实现
  
• 实战操作: sysfs文件系统实现
  

（四）磁盘文件系统

• Ext2文件系统
  
• Ext2物理结构
  
• Ext2数据结构分析
  
• Ext2文件系统操作
  
• Ext4_ 日志JBD2
  
• Ext4文件系统特性
  
• Ext4文件系统数据结构
  
• Ext4_日志JBD2
  

（五）数据同步

• 内核定时器
  
• 原子操作与屏障
  
• 自旋锁机制
  
• 自旋锁的实现与变体
  
• spin_ lock()/raw_ spin_ lock() 函数分析
  
• 互斥锁
  
• mutex数据结构分析
  
• 互斥锁的快速与慢速通道
  
• 乐观自旋锁等待机制
  
• mutex_ unlock() 函数分析
  
• 读写锁与RCU
  
• 实战操作:同步管理RCU实现