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<a href="/专栏/左耳听风/086 程序员练级攻略（2018）：机器学习和人工智能.md.html">086 程序员练级攻略（2018）：机器学习和人工智能.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/087 程序员练级攻略（2018）：前端基础和底层原理.md.html">087 程序员练级攻略（2018）：前端基础和底层原理.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/088 程序员练级攻略（2018）：前端性能优化和框架.md.html">088 程序员练级攻略（2018）：前端性能优化和框架.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/089 程序员练级攻略（2018）：UIUX设计.md.html">089 程序员练级攻略（2018）：UIUX设计.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/090 程序员练级攻略（2018）：技术资源集散地.md.html">090 程序员练级攻略（2018）：技术资源集散地.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/091 程序员面试攻略：面试前的准备.md.html">091 程序员面试攻略：面试前的准备.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/092 程序员面试攻略：面试中的技巧.md.html">092 程序员面试攻略：面试中的技巧.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/093 程序员面试攻略：面试风格.md.html">093 程序员面试攻略：面试风格.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/094 程序员面试攻略：实力才是王中王.md.html">094 程序员面试攻略：实力才是王中王.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/095 高效学习：端正学习态度.md.html">095 高效学习：端正学习态度.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/096 高效学习：源头、原理和知识地图.md.html">096 高效学习：源头、原理和知识地图.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/097 高效学习：深度，归纳和坚持实践.md.html">097 高效学习：深度，归纳和坚持实践.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/098 高效学习：如何学习和阅读代码.md.html">098 高效学习：如何学习和阅读代码.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/099 高效学习：面对枯燥和量大的知识.md.html">099 高效学习：面对枯燥和量大的知识.md.html</a>
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<a href="/专栏/左耳听风/100 高效沟通：Talk和Code同等重要.md.html">100 高效沟通：Talk和Code同等重要.md.html</a>
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<li>
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<a href="/专栏/左耳听风/101 高效沟通：沟通阻碍和应对方法.md.html">101 高效沟通：沟通阻碍和应对方法.md.html</a>
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<li>
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<a href="/专栏/左耳听风/102 高效沟通：沟通方式及技巧.md.html">102 高效沟通：沟通方式及技巧.md.html</a>
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<li>
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<a href="/专栏/左耳听风/103 高效沟通：沟通技术.md.html">103 高效沟通：沟通技术.md.html</a>
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<li>
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<a href="/专栏/左耳听风/104 高效沟通：好老板要善于提问.md.html">104 高效沟通：好老板要善于提问.md.html</a>
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</li>
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<a href="/专栏/左耳听风/105 高效沟通：好好说话的艺术.md.html">105 高效沟通：好好说话的艺术.md.html</a>
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</li>
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<li>
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<a href="/专栏/左耳听风/106 加餐 谈谈我的“三观”.md.html">106 加餐 谈谈我的“三观”.md.html</a>
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</li>
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<li>
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<a href="/专栏/左耳听风/107 结束语 业精于勤，行成于思.md.html">107 结束语 业精于勤，行成于思.md.html</a>
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</li>
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</ul>
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</div>
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<div class="sidebar-toggle" onclick="sidebar_toggle()" onmouseover="add_inner()" onmouseleave="remove_inner()">
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<div class="sidebar-toggle-inner"></div>
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</div>
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<script>
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function add_inner() {
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let inner = document.querySelector('.sidebar-toggle-inner')
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inner.classList.add('show')
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}
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function remove_inner() {
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let inner = document.querySelector('.sidebar-toggle-inner')
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inner.classList.remove('show')
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}
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function sidebar_toggle() {
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let sidebar_toggle = document.querySelector('.sidebar-toggle')
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let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
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let content = document.querySelector('.off-canvas-content')
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if (sidebar_toggle.classList.contains('extend')) { // show
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content.classList.remove('extend')
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} else { // hide
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sidebar_toggle.classList.add('extend')
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sidebar.classList.add('hide')
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content.classList.add('extend')
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}
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}
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let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
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let overlay = document.querySelector('.off-canvas-overlay')
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sidebar.classList.add('show')
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overlay.classList.add('show')
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}
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let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
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let overlay = document.querySelector('.off-canvas-overlay')
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overlay.classList.remove('show')
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}
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</script>
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<div class="column col-12 col-lg-12">
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<div class="book-post">
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<p id="tip" align="center"></p>
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<div><h1>075 程序员练级攻略（2018）：系统知识</h1>
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<p>进入专业的编程领域，学习系统知识是非常关键的一部分。</p>
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<p>首先推荐的是翻译版图书《<a href="https://book.douban.com/subject/5333562/">深入理解计算机系统</a>》，原书名为《Computer Systems A Programmer’s Perspective》。不过，这本书叫做《程序员所需要了解的计算机知识》更为合适。</p>
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<p>本书的最大优点是为程序员描述计算机系统的实现细节，帮助其在大脑中构造一个层次型的计算机系统。从最底层的数据在内存中的表示到流水线指令的构成，到虚拟存储器，到编译系统，到动态加载库，到最后的用户态应用。通过掌握程序是如何映射到系统上，以及程序是如何执行的，你能够更好地理解程序的行为为什么是这样的，以及效率低下是如何造成的。</p>
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<p><strong>再强调一下，这本书是程序员必读的一本书！</strong></p>
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<p>然后就是美国计算机科学家 <a href="https://zh.wikipedia.org/wiki/理查德·史蒂文斯">理查德·史蒂文斯（Richard Stevens）</a> 的三套巨经典无比的书。（理查德·史蒂文斯于 1999 年 9 月 1 日离世，终年 48 岁。死因不详，有人说是滑雪意外，有人说是攀岩意外，有人说是滑翔机意外。总之，家人没有透露。大师的 <a href="http://www.kohala.com/start/">个人主页</a> 今天还可以访问。）</p>
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<ul>
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<li>《<a href="https://book.douban.com/subject/1788421/">Unix 高级环境编程</a>》。</li>
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<li>《Unix 网络编程》 <a href="https://book.douban.com/subject/1500149/">第 1 卷 套接口 API</a> 、<a href="https://book.douban.com/subject/4118577/">第 2 卷 进程间通信</a> 。</li>
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<li>《<a href="https://book.douban.com/subject/1088054/">TCP/IP 详解 卷 I 协议</a>》。</li>
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||
</ul>
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<p>这几书的地位我就不多说了，你可以自己看相关的书评。但是，这三本书可能都不容易读，一方面是比较厚，另一方面是知识的密度太大了，所以，读起来有点枯燥和乏味。但是，这没办法，你得忍住。</p>
|
||
<p>这里要重点说一下《TCP/IP 详解》这本书，是一本很奇怪的书。这本书迄今至少被 <a href="https://portal.acm.org/citation.cfm?id=161724">近五百篇学术论文引用过</a> 。这本写给工程师看的书居然被各种学院派的论文来引用，也是很神奇的一件事了。而且，虽然理查德·史蒂文斯不是 TCP 的发明人，但是这本书中把这个协议深入浅出地讲出来，还画了几百张时序图，也是令人叹为观止了。</p>
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<p>如果你觉得上面这几本经典书比较难啃，你可以试试下面这些通俗易懂的（当然，如果读得懂上面那三本的，下面的这些也就不需要读了）。</p>
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<ul>
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<li>《<a href="https://book.douban.com/subject/4141733/">Linux C 编程一站式学习</a>》。</li>
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<li>《<a href="https://book.douban.com/subject/25911735/">TCP/IP 网络编程</a>》。</li>
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<li>《<a href="https://book.douban.com/subject/24737674/">图解 TCP/IP</a>》，这本书其实并不是只讲了 TCP/IP，应该是叫《计算机网络》才对，主要是给想快速入门的人看的。</li>
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<li>《<a href="http://www.tcpipguide.com/free/index.htm">The TCP/IP Guide</a>》，这本书在豆瓣上的评分 9.2，这里给的链接是这本书的 HTML 英文免费版的，里面的图画得很精彩。</li>
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</ul>
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||
<p>另外，学习网络协议不单只是看书，你最好用个抓包工具看看这些网络包是什么样的。所以，这里推荐一本书《<a href="https://book.douban.com/subject/21691692/">Wireshark 数据包分析实战</a>》。在这本书中，作者结合一些简单易懂的实际网络案例，图文并茂地演示使用 Wireshark 进行数据包分析的技术方法，可以让我们更好地了解和学习网络协议。当然，也拥有了一定的黑客的技能。</p>
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<p>看完《Unix 高级环境编程》后，你可以趁热打铁看看《<a href="https://book.douban.com/subject/25809330/">Linux/Unix 系统编程手册</a>》或是罗伯特·拉姆（Robert Love）的 <a href="http://igm.univ-mlv.fr/~yahya/progsys/linux.pdf">Linux System Programming 英文电子版</a> 。其中文翻译版<a href="https://book.douban.com/subject/25828773/">Linux 系统编程</a> 也值得一读，虽然和《Unix 高级环境编程》很像，不过其主要突出的是 Linux 的一些关键技术和相关的系统调用。</p>
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<p>关于 TCP 的东西，你还可以看看下面这一系列的文章。</p>
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<ul>
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<li><a href="http://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-1-ethernet-arp/">Let’s code a TCP/IP stack, 1: Ethernet & ARP</a></li>
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<li><a href="http://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-2-ipv4-icmpv4/">Let’s code a TCP/IP stack, 2: IPv4 & ICMPv4</a></li>
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<li><a href="http://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-3-tcp-handshake/">Let’s code a TCP/IP stack, 3: TCP Basics & Handshake</a></li>
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<li><a href="http://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-4-tcp-data-flow-socket-api/">Let’s code a TCP/IP stack, 4: TCP Data Flow & Socket API</a></li>
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<li><a href="http://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-5-tcp-retransmission/">Let’s code a TCP/IP stack, 5: TCP Retransmission</a></li>
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</ul>
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<p><strong>对于系统知识，我认为主要有以下一些学习要点。</strong></p>
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<ul>
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<li>用这些系统知识操作一下文件系统，实现一个可以拷贝目录树的小程序。</li>
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<li>用 fork / wait / waitpid 写一个多进程的程序，用 pthread 写一个多线程带同步或互斥的程序。比如，多进程购票的程序。</li>
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<li>用 signal / kill / raise / alarm / pause / sigprocmask 实现一个多进程间的信号量通信的程序。</li>
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<li>学会使用 gcc 和 gdb 来编程和调试程序（参看我的《<strong>用 gdb 调试程序</strong>》<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2879">一</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2880">二</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2881">三</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2882">四</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2883">五</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2884">六</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2885">七</a>）。</li>
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<li>学会使用 makefile 来编译程序（参看我的《<strong>跟我一起写 makefile</strong>》<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886">一</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2887">二</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2888">三</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2889">四</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2890">五</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2891">六</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2892">七</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2893">八</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2894">九</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2895">十</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2896">十一</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2897">十二</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2898">十三</a>、<a href="https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2899">十四</a>）。</li>
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<li>Socket 的进程间通信。用 C 语言写一个 1 对 1 的聊天小程序，或是一个简单的 HTTP 服务器。</li>
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</ul>
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<h1>C10K 问题</h1>
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<p>然后，当你读完《Unix 网络编程》后，千万要去读一下 “<a href="http://www.kegel.com/c10k.html">C10K Problem</a> （<a href="https://www.oschina.net/translate/c10k">中文翻译版</a>）”。提出这个问题的人叫丹·凯格尔（Dan Kegel），目前工作在美国 Google 公司。</p>
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<p>他从 1978 年起开始接触计算机编程，是 Winetricks 的作者，也是 Wine 1.0 的管理员，同时也是 Crosstool（ 一个让 gcc/glibc 编译器更易用的工具套件）的作者。还是 Java JSR 51 规范的提交者并参与编写了 Java 平台的 NIO 和文件锁，同时参与了 RFC 5128 标准中有关 NAT 穿越（P2P 打洞）技术的描述和定义。</p>
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<p>C10K 问题本质上是操作系统处理大并发请求的问题。对于 Web 时代的操作系统而言，对于客户端过来的大量的并发请求，需要创建相应的服务进程或线程。这些进程或线程多了，导致数据拷贝频繁（缓存 I/O、内核将数据拷贝到用户进程空间、阻塞）， 进程 / 线程上下文切换消耗大，从而导致资源被耗尽而崩溃。这就是 C10K 问题的本质。</p>
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<p>了解这个问题，并了解操作系统是如何通过多路复用的技术来解决这个问题的，有助于你了解各种 I/O 和异步模型，这对于你未来的编程和架构能力是相当重要的。</p>
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<p>另外，现在，整个世界都在解决 C10M 问题，推荐看看 <a href="http://highscalability.com/blog/2013/5/13/the-secret-to-10-million-concurrent-connections-the-kernel-i.html">The Secret To 10 Million Concurrent Connections -The Kernel Is The Problem, Not The Solution</a> 一文。</p>
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<h1>实践项目</h1>
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<p>我们已经学习完了编程语言、理论学科和系统知识三部分内容，下面就来做几个实践项目，小试牛刀一下。实现语言可以用 C、C++ 或 Java。</p>
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<p>实现一个 telnet 版本的聊天服务器，主要有以下需求。</p>
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<ul>
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<li>每个客户端可以用使用<code>telnet ip:port</code>的方式连接到服务器上。</li>
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<li>新连接需要用用户名和密码登录，如果没有，则需要注册一个。</li>
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<li>然后可以选择一个聊天室加入聊天。</li>
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<li>管理员有权创建或删除聊天室，普通人员只有加入、退出、查询聊天室的权力。</li>
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<li>聊天室需要有人数限制，每个人发出来的话，其它所有的人都要能看得到。</li>
|
||
</ul>
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<p>实现一个简单的 HTTP 服务器，主要有以下需求。</p>
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<ul>
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<li>解释浏览器传来的 HTTP 协议，只需要处理 URL path。</li>
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<li>然后把所代理的目录列出来。</li>
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<li>在浏览器上可以浏览目录里的文件和下级目录。</li>
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<li>如果点击文件，则把文件打开传给浏览器（浏览器能够自动显示图片、PDF，或 HTML、CSS、JavaScript 以及文本文件）。</li>
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||
<li>如果点击子目录，则进入到子目录中，并把子目录中的文件列出来。</li>
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</ul>
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<p>实现一个生产者 / 消费者消息队列服务，主要有以下需求。</p>
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<ul>
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<li>消息队列采用一个 Ring-buffer 的数据结构。</li>
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<li>可以有多个 topic 供生产者写入消息及消费者取出消息。</li>
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<li>需要支持多个生产者并发写。</li>
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<li>需要支持多个消费者消费消息（只要有一个消费者成功处理消息就可以删除消息）。</li>
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||
<li>消息队列要做到不丢数据（要把消息持久化下来）。</li>
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<li>能做到性能很高。</li>
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</ul>
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<h1>小结</h1>
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<p>到今天，我们已经学习完了专业编程方面最为重要的三部分内容：编程语言、理论学科和系统知识，我们针对这些内容做个小结。如果想看完我推荐的那些书和知识，并能理解和掌握，我估计怎么也得需要 4-5 年的时间。嗯，是的，就是一个计算机科学系科班出身的程序员需要学习的一些东西。这其中，最重要的是下面这几点。</p>
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<p><strong>编程语言</strong>。以工业级的 C、C++、Java 这三门语言为主，这三门语言才是真正算得上工业级的编程语言，因为有工业级的标准化组织在控制着这几门语言，而且也有工业级的企业应用。尤其是 Java，还衍生出了大量的企业级架构上的开源生态。你至少需要掌握 C 语言和 Java 语言，这对你以后面对各式各样的编程语言是非常重要的。</p>
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<p>此外，还推荐学习 Go 语言，它已成为云计算领域事实上的标准语言，尤其是在 Docker、Kubernetes 等项目中。而且，Go 语言在国内外一些知名公司中有了一定的应用和实践，并且其生态圈也越来越好。</p>
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||
<p><strong>算法和数据结构</strong>。这个太重要了，尤其是最基础的算法和数据结构，这是任何一个称职的程序员都需要学习和掌握的。你必需要掌握。</p>
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<p><strong>计算机的相关系统</strong>。你至少要掌握三个系统的基础知识，一个是操作系统，一个是网络系统，还有一个是数据库系统。它们分别代表着计算机基础构架的三大件——计算、存储、网络。</p>
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<p>如果你能够走到这里，把前面的那些知识都了解了（不用精通，因为精通是需要时间和实践来慢慢锤炼出来的，所以，你也不用着急），那么你已经是一个非常非常合格的程序员了，而且你的潜力和可能性是非常非常高的。</p>
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||
<p>如果经历过这些比较枯燥的理论知识，而且你还能有热情和成就感，那么我要恭喜你了。因为你已经超过了绝大多数人，而且还是排在上游的比较抢手的程序员了。我相信你至少可以找到年薪 50 万以上的工作了。</p>
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<p>但是，你还需要很多的经验或是一些实践，以及一些大系统大项目的实际动手的经验。没关系，我们后面会有教你怎么实操的方法和攻略。</p>
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<p>但是，往后面走，你需要开始需要术业有专攻了。下面给一些建议的方向。</p>
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<ul>
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<li><strong>底层方向</strong>：操作系统、文件系统、数据库、网络……</li>
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<li><strong>架构方向</strong>：分布式系统架构、微服务、DevOps、Cloud Native……</li>
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<li><strong>数据方向</strong>：大数据、机器学习、人工智能……</li>
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<li><strong>前端方向</strong>：你对用户体验或是交互更感兴趣，那么你走前端的路吧。</li>
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<li><strong>其它方向</strong>：比如，安全开发、运维开发、嵌入式开发……</li>
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</ul>
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<p>这些方向你要仔细选择，因为一旦选好，就要勇往直前地走下去，当然，你要回头转别的方向也没什么问题，因为你有前面的这些基础知识在身，所以，不用害怕。只是不同的方向上会有不同的经验积累，经验积累是看书看不来的，这个是转方向的成本。</p>
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</div>
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<div style="float: left">
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<a href="/专栏/左耳听风/074 程序员练级攻略：理论学科.md.html">上一页</a>
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<script defer src="https://static.cloudflareinsights.com/beacon.min.js/v652eace1692a40cfa3763df669d7439c1639079717194" integrity="sha512-Gi7xpJR8tSkrpF7aordPZQlW2DLtzUlZcumS8dMQjwDHEnw9I7ZLyiOj/6tZStRBGtGgN6ceN6cMH8z7etPGlw==" data-cf-beacon='{"rayId":"7099787f392b3cfa","version":"2021.12.0","r":1,"token":"1f5d475227ce4f0089a7cff1ab17c0f5","si":100}' crossorigin="anonymous"></script>
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</body>
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<!-- Global site tag (gtag.js) - Google Analytics -->
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<script async src="https://www.googletagmanager.com/gtag/js?id=G-NPSEEVD756"></script>
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<script>
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window.dataLayer = window.dataLayer || [];
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function gtag() {
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dataLayer.push(arguments);
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}
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gtag('js', new Date());
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gtag('config', 'G-NPSEEVD756');
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var path = window.location.pathname
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var cookie = getCookie("lastPath");
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console.log(path)
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if (path.replace("/", "") === "") {
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if (cookie.replace("/", "") !== "") {
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console.log(cookie)
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document.getElementById("tip").innerHTML = "<a href='" + cookie + "'>跳转到上次进度</a>"
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}
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} else {
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setCookie("lastPath", path)
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}
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function setCookie(cname, cvalue) {
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var d = new Date();
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d.setTime(d.getTime() + (180 * 24 * 60 * 60 * 1000));
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var expires = "expires=" + d.toGMTString();
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document.cookie = cname + "=" + cvalue + "; " + expires + ";path = /";
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}
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function getCookie(cname) {
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var name = cname + "=";
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var ca = document.cookie.split(';');
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for (var i = 0; i < ca.length; i++) {
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var c = ca[i].trim();
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if (c.indexOf(name) === 0) return c.substring(name.length, c.length);
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}
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return "";
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}
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</script>
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</html>
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