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)

本文涉及的产品
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 RDS SQL Server,独享型 2核4GB
云数据库 RDS MySQL Serverless,0.5-2RCU 50GB
简介: 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)

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》

以上是系统学习课程大纲,需要系统学习请扫码添加小雯老师(备注911领取专属大额优惠券。

学习成果检验

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  • 腾讯offer比例15%
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如果是想在c/c++开发方向得到有效的快速提升(不是所谓的速成),这份学习体系是大家绕不过的具有参考意义的提升路线。从学习路线中可以对c/c++开发方向的技术栈有一个清晰的认识。

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
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