楔子

毛遂自薦一下我的書 《C++ 服務(wù)器開發(fā)精髓》。我是大廠C++ 后端面試官。在這本書中我詳細(xì)地介紹了除了數(shù)據(jù)庫以外， 要掌握成為一名合格的 C++ 開發(fā)者需要掌握哪些知識。

通過本書你將獲得：

• C++ 開發(fā)編譯調(diào)試完整技術(shù)鏈；

• C++ 11/14/17 常用特性和實用方法

• 多線程編程技術(shù)；

• 作者精心凝煉的二十多個網(wǎng)絡(luò)編程重難點知識；

• 網(wǎng)絡(luò)故障排查與定位知識；如何設(shè)計可兼容可擴展的通信協(xié)議；

• 如何設(shè)計高性能網(wǎng)絡(luò)框架；

• 如何設(shè)計高性能服務(wù)框架；

• 如何開發(fā)服務(wù)常用組件等。

我是一線開發(fā)，所以書中的內(nèi)容全部是實戰(zhàn)經(jīng)驗，我這個人不喜歡講一些假大空的技術(shù)術(shù)語，喜歡追求能落地的技術(shù)，所以全書雖然很厚，但是每一章節(jié)的內(nèi)容都是實實在在地剖析技術(shù)背后的原理，教你知其然更知其所以然。

寫在前面的話

在大多數(shù)開發(fā)或者準(zhǔn)開發(fā)人員的認(rèn)識中，C/C++ 是一門非常難的編程語言，很多人知道它的強大，但因為認(rèn)為“難”造成的恐懼讓很多人放棄。

我從學(xué)生時代開始接觸 C/C++，工作以后先后擔(dān)任過 C++ 客戶端和服務(wù)器的開發(fā)經(jīng)理并帶隊開發(fā)，至今已經(jīng)有十多年了。雖然時至今日哪種編程語言對我來說已經(jīng)不再重要（我目前主要從事 Java 開發(fā)），但 C/C++ 仍然是筆者最喜歡的編程語言。在我看來，C/C++ 一旦學(xué)成，其妙無窮，就像武俠小說中的“九陽神功”一樣，有了這個基礎(chǔ)，您可以快速學(xué)習(xí)任何語言和編程技術(shù)。

目前 C/C++ 的應(yīng)用領(lǐng)域

需要注意的是本文不細(xì)分 C 與 C++ 的區(qū)別，通常情況下，C++ 可以看成是 C 的一個超集，在古典時期，可以認(rèn)為 C++ 就是C with classes。雖然如今的C++從功能層面上來看，離 C 越來越遠(yuǎn)了；但是從語法層面來上來看，大多數(shù) C++ 語法還是與 C 基本一致的，所謂 C++ 的面向?qū)ο筇匦?#xff0c;如果細(xì)究 C++ 類方法的具體語法還是 C 的過程式語法。當(dāng)然，面向?qū)ο笫且环N思想，語言本身對其支持的程度固然重要，能否熟練地使用則是更要看開發(fā)者的水平了。

C 語言目前主要用于像操作系統(tǒng)這樣一類偏底層的的應(yīng)用開發(fā)，包括像 Windows/linux等這樣的大型商業(yè)操作系統(tǒng)，和嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式設(shè)備上的應(yīng)用。還有一些開源的軟件，也會選擇C開發(fā)，這些系統(tǒng)主要優(yōu)先考慮程序執(zhí)行效率和生成的可執(zhí)行文件的體積（C 代碼生成的可執(zhí)行文件體積相對更小），當(dāng)然還有一些是歷史技術(shù)選型問題，這類軟件以redis、libevent、nginx，目前像國內(nèi)的電信服務(wù)商所使用的電話呼叫系統(tǒng)一般也是基于一款叫 freeswitch 的開源 C 程序做的二次開發(fā)（項目地址：https://freeswitch.com/）。

C++ 面向?qū)ο蟮恼Z法與C相比較起來，在將高級語言翻譯成機器二進制碼的時候C++ 編譯器在背后偷偷地做了大量工作，生成了大量的額外的機器碼，而這種機器碼相對于C來說是不是必須的。例如，對于一個C++類的實例方法，編譯器在生成這個方法的機器碼時，會將函數(shù)的第一個參數(shù)設(shè)置成對象的this指針地址，以此來實現(xiàn)對象與函數(shù)的綁定。正因為如此，許多開發(fā)者會優(yōu)化和調(diào)整編譯器生成的匯編代碼。

我們再來說說 C++，C++ 的應(yīng)用領(lǐng)域目前有三大類，第一類就是我們目前見到的各種桌面應(yīng)用軟件，尤其 Windows 上桌面軟件，如QQ、安全類殺毒類軟件（如金山的安全衛(wèi)士，已開源，其代碼地址：http://code.ijinshan.com/source/source.html）、各種瀏覽器等等；另外就是一些基礎(chǔ)軟件和高級語言的運行時環(huán)境，如大型數(shù)據(jù)庫軟件、Java虛擬機、C#的 CLR 運行時、python編譯器和運行時環(huán)境等等；第三類就是一些業(yè)務(wù)型應(yīng)用軟件的后臺，如游戲的服務(wù)器后臺，例如魔獸世界的服務(wù)器（代碼地址：https://github.com/azerothcore/azerothcore-wotlk）和一些企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用系統(tǒng)，筆者從在某交易所從事后臺開發(fā)，其交易系統(tǒng)和行情系統(tǒng)就是基于 C++ 開發(fā)的。

我整理了一個可編譯、調(diào)試和運行的金山衛(wèi)士版本提供給知友下載，以下是編譯出來的金山衛(wèi)士我電腦上的運行部分截圖：

源碼下載鏈接：

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1atn_LgNav5883LV9okdgew 提取碼: cdja

C++ 與操作系統(tǒng)平臺

從上面的介紹可以看出，與Java、python等語言相比，C/C++語言是運行在離操作系統(tǒng)最近的一種高級語言，因此其執(zhí)行效率也比較高，但是有得必有失，也因為如此，所以C/C++這門語言存在如下特點：

• C/C++ 整套的語法不具備“功能完備性”，單純地使用這門語言本身提供的功能您無法創(chuàng)建任何有意義的程序，您必須借助操作系統(tǒng)的 API 接口函數(shù)來達到相應(yīng)的功能。當(dāng)然，隨著 C++ 語言標(biāo)準(zhǔn)和版本的不斷更新升級，這種現(xiàn)狀正在改變；而像 Java、python 這類語言，其自帶的 sdk 提供了各種操作系統(tǒng)的功能。舉個例子，C/C++語言本身是不具備網(wǎng)絡(luò)通信功能的，必須使用操作系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)（如socket系列函數(shù)）；而對于Java來說，其 jdk 自帶的 java.net 和 java.io 等包則提供了完整的網(wǎng)絡(luò)通信功能。我在讀書的時候常常聽人說，QQ、360安全衛(wèi)士這類軟件是用 C/C++ 開發(fā)的，但是當(dāng)我學(xué)完整本 C/C++ 教材以后，仍然寫不出來一個像樣的窗口程序。許多過來人應(yīng)該都有類似的困惑吧？其原因是一般 C/C++ 的教材不會教你如何使用操作系統(tǒng) API 函數(shù)的內(nèi)容。

• 正因為 C/C++ 語言需要直接使用了操作系統(tǒng)的接口功能，這就造成了 C/C++ 語言繁、難的地方，如操作內(nèi)存方面不當(dāng)容易引起程序宕機，不同的操作系統(tǒng)的 API 接口使用習(xí)慣和風(fēng)格也不一樣，接口函數(shù)種類繁多，開發(fā)者如果想開發(fā)跨平臺的程序，必須要學(xué)習(xí)多個平臺的接口函數(shù)和對應(yīng)的系統(tǒng)原理。

• 在應(yīng)用層開發(fā)，直接使用操作系統(tǒng)的接口的函數(shù)，往往執(zhí)行效率高，控制力度大，您的開發(fā)能力僅僅限制于操作系統(tǒng)本身，Java 這類語言，很多功能即使操作系統(tǒng)提供的，如果 Java 虛擬機不提供，開發(fā)人員也無法使用。正如著名的編程大師 Charles Petzold 說的： 顯而易見，究竟用哪種方式編寫應(yīng)用程序最好，其實并無一定之規(guī)。應(yīng)用程序本身的特性應(yīng)該是決定采用何種編程工具的最主要因素，但是無論將來你采用什么樣的編程工具，通過了解操作系統(tǒng) API 從而深入理解操作系統(tǒng)的工作原理，這本身就有很重要的意義。操作系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，在 API 之上加一層編程語言并不能消除其復(fù)雜性，最多不過是把復(fù)雜性隱藏起來而已。說不定什么時候，這種復(fù)雜的那一面遲早會蹦出來拖你的后腿，懂得系統(tǒng) API 能讓你到時候更快地掙脫困境。 在基本操作系統(tǒng) API之上的任何軟件層或多或少都會限制你使用操作系統(tǒng)的全部功能。比如，你或許發(fā)現(xiàn)采用 Visual Basic 來編寫你的應(yīng)用程序非常理想，但是就有那么一兩項非常基本的功能 Visual Basic 無法支持。往往這個時候你得非要調(diào)用基本 API 。作為直接使用操作系統(tǒng) API 的程序員，我們的活動空間完全由 API 來規(guī)范，再沒有什么其他方式比直接調(diào)用 API 更有效、更靈活多樣了

結(jié)起來，C/C++語言的開發(fā)核心是建立在直接調(diào)用操作系統(tǒng) API 的基礎(chǔ)上的，優(yōu)點是執(zhí)行效率高、發(fā)揮空間大；缺點是，需要經(jīng)過系統(tǒng)深入的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)周期長，編寫代碼較復(fù)雜、容易出錯。

Linux C++ 與Windows C++ 領(lǐng)域之爭

我之所以把這一個標(biāo)題單獨列出來，是想糾正現(xiàn)在很多 C/C++ 新人和初學(xué)者的一些的不當(dāng)認(rèn)識，一般有以下幾種觀點：

• Linux C++開發(fā)就是后臺開發(fā)，而 Windows C++ 開發(fā)就是客戶端開發(fā)；

• 后端開發(fā)比客戶端開發(fā)（前端）高級，因此后端開發(fā)行業(yè)薪資水平比客戶端開發(fā)薪資要高；

• 我只學(xué) Linux，不學(xué)Windows。

我相信對于80和90這一代的開發(fā)者來說，當(dāng)初接觸計算機并進入軟件行業(yè)，都是從接觸 Windows 開始的。時至今日，大數(shù)據(jù)、人工智能等各種新技術(shù)方興未艾，移動互聯(lián)網(wǎng)如火如荼。但是無論是 linux 還是 Windows，尤其是Windows，還是我們大多數(shù)人工作、學(xué)習(xí)、娛樂使用最多的操作系統(tǒng)，我們每天都會使用上運行在其上的各種軟件。我們使用這些軟件像喝水、呼吸空氣一樣自然，所以很多人就忽視了這類軟件的“基礎(chǔ)作用”。對于 Windows 上的軟件開發(fā)由于其發(fā)展了很多年了，這些領(lǐng)域也比較成熟，一般不再招初中級開發(fā)，而是需要水平較高、經(jīng)驗較豐富的高級開發(fā)者，這讓很多人造成了“Windows C++”開發(fā)市場需求已經(jīng)很小了的錯覺。試問，PC QQ部門這些年對外招了多少人？

另外，linux C++ 和 Windows C++ 一樣，沒有孰高孰低之分，只是兩種不同的操作系統(tǒng)而已，不要覺得在linux 下敲命令就比在 Windows 的圖形化界面點擊鼠標(biāo)高級。圖形化界面之于命令行，是人們對更高級、更方便的工具的追求的必然結(jié)果。Linux C++ 也不一定就是后臺開發(fā)，Windows C++ 也不一定就是客戶端開發(fā)；所謂的服務(wù)器與客戶端是個相對的概念，即誰給誰提供服務(wù)，提供服務(wù)的我們認(rèn)為是服務(wù)端（后臺），被服務(wù)的我們認(rèn)為是客戶端（前臺）。而 Windows 作為后臺服務(wù)的應(yīng)用也比比皆是，如筆者之前所在的某交易所的服務(wù)器后臺都是Windows下的C++程序；另外如一些游戲類的服務(wù)器端，也不少是Windows的。

借用《UNIX編程藝術(shù)》這本書的觀點，Windows 和 Linux 的哲學(xué)理念不一樣，Windows是假設(shè)你不會操作，它教你如何操作，而 linux 是假設(shè)你會操作然后進行操作；根據(jù)這個理念，Windows 一般普通人用的多，而linux 程序員用的多。從編程的角度來說，Windows的代碼風(fēng)格是使用所謂的匈牙利命名法，而linux使用的短小精悍的連字符風(fēng)格，例如同一個表示屏幕尺寸的整型變量，Windows 上可能被命名為 iScreen 或 cxScreen ，而 linux 可能是 screen；再例如 Windows 上創(chuàng)建線程的函數(shù)叫 CreateThread，linux 下叫pthread_create。有時候，我覺得 Windows 的匈牙利命名法反而更容易理解代碼。

UNIX 編程藝術(shù)：

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1EFQwdma_ujErYjLe_qYKyA 提取碼: tt2s

這里既然提到前端（客戶端）開發(fā)和后端開發(fā)，這里不得不提一下，這二者沒有優(yōu)劣之分。其側(cè)重點和開發(fā)思維是不一樣的，前端（客戶端）開發(fā)一般有較多的界面邏輯，它們是直接與用戶打交道的，因而一款客戶端軟件的好壞很大程度上取決于其界面的易用性和流暢性，開發(fā)者只要把這一端的“一畝三分地”給管理好即可；而后端服務(wù)，對于普通用戶是透明的，開發(fā)者的程序必須盡量體現(xiàn)“服務(wù)”這個字眼，即更有效地為更多的客戶端服務(wù)，這就要求兼顧請求響應(yīng)的正確性、及時性和流暢性，由于服務(wù)軟件也是運行在某臺物理機器上的程序，鑒于CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源有限，而服務(wù)程序一般是長周期運行的，因此必須合理的分配和使用資源（如盡量回收不再使用的各種資源），開發(fā)者應(yīng)從全局考慮，不能在某個“客戶端”這一棵樹上“吊死”。

從個人的職業(yè)發(fā)展來看，建議從事客戶端開發(fā)的讀者適當(dāng)?shù)亓私庖幌路?wù)器開發(fā)的思路，反過來也建議從事后端開發(fā)去學(xué)習(xí)一下客戶端開發(fā)，二者相得益彰。從個人的技術(shù)提高來說，也是很有幫助的。例如您要學(xué)習(xí)一套開源的軟件代碼，如果您熟悉客戶端和服務(wù)器的基本開發(fā)和調(diào)試技巧，您可以更好地學(xué)習(xí)它。而在工作上，一個項目，往往是由客戶端和服務(wù)器程序組成，如果您都熟悉，您可以站在一個更高的角度去審視它、規(guī)劃它，這也是架構(gòu)師的基本要求之一。

最后就是很多讀者關(guān)心的客戶端和服務(wù)器的薪資問題，這個沒有絕對的誰高誰低，因人而異，因能力而異，因崗位而異。

如何看待 C++ 11/14/17 新標(biāo)準(zhǔn)

C++ 開發(fā)者有個不成文的規(guī)定就是，即使您對 C++ 很熟悉，也不要在簡歷上寫上您精通 C++，原因很簡單—— C++ 這門語言包含的東西實在太多了，沒有人能真正“精通”所有。C++ 既支持面向?qū)ο笤O(shè)計（OOP），也支持以模板語法為代表的泛型編程（GP）。而且新的 C++ 標(biāo)準(zhǔn)和遵循 C++ 新標(biāo)準(zhǔn)的編譯器也層出不窮，這些年，C++ 變化越來越大，越來越快，從最初業(yè)界和開發(fā)者翹首以盼的 C++11 標(biāo)準(zhǔn)，歷經(jīng)C++14、C++17 到今天的 C++20，這門語言與之前的版本差別越來越大，更多原來需要使用第三庫的功能也被陸續(xù)添加到 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫中。以致于C++之父 Bjarne Stroustrup 也開始對這門語言表示擔(dān)憂：

在 C++11 開始的基礎(chǔ)建設(shè)尚未完成，而 C++17 基本沒有在使基礎(chǔ)更加穩(wěn)固、規(guī)范和完整方面做出改善。相反，卻增加了重要接口的復(fù)雜度，讓人們需要學(xué)習(xí)的特性數(shù)量越來越多。C++ 可能在這種不成熟的提議的重壓之下崩潰。我們不應(yīng)該花費大量的時間為專家級用戶們（比如我們自己）去創(chuàng)建越來越復(fù)雜的東西。（還要考慮普通用戶的學(xué)習(xí)曲線，越復(fù)雜的東西越不易普及。）

文章參看這里：https://zhuanlan.zhihu.com/p/48793948，在Bjarne Stroustrup 的信中，他擔(dān)心C++會像歷史的瓦薩號軍艦一樣，啟航即沉沒。

當(dāng)然，我們不用有這種擔(dān)憂，畢竟我們既不是 C++ 標(biāo)準(zhǔn)委員會成員，也不是 C++ 編譯器開發(fā)廠商。就我個人經(jīng)驗來說，對于C++11、C++14、C++17乃至C++20，我們學(xué)習(xí)它們的準(zhǔn)則應(yīng)該是以實用為主，也就是說我們應(yīng)該學(xué)習(xí)其實用的部分，至于新標(biāo)準(zhǔn)提到的一些高級特性和各種復(fù)雜的模板，我們大可不必去了解。我們并不是做學(xué)術(shù)研究，我們學(xué)習(xí) C++ 是為了投入實際的生產(chǎn)開發(fā)，所以應(yīng)該去學(xué)習(xí) C++ 新標(biāo)準(zhǔn)中實用的語法和工具庫。關(guān)于C++11常用一些知識點，這里也簡單地給讀者列舉一下：

auto關(guān)鍵字、for-each循環(huán)、右值及移動構(gòu)造函數(shù) + std::forward + std::move + stl容器新增的emplace_back()方法、std::thread庫、std::chrono庫、智能指針系列（std::shared_ptr/std::unique_ptr/std::weak_ptr）(智能指針的實現(xiàn)原理一定要知道，最好是自己實現(xiàn)過)、線程庫std::thread+線程同步技術(shù)庫std::mutex/std::condition_variable/std::lock_guard等、lamda表達式（JAVA中現(xiàn)在也常常考察lamda表達式的作用）、std::bind/std::function庫、 ? 其他的就是一些關(guān)鍵字的用法(override、final、delete)，還有就是一些細(xì)節(jié)如可以像JAVA一樣在類成員變量定義處給出初始化值。

C++11/14/17 的圖書：

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1_SpMnqE0yj__TarqTSTC0Q 提取碼: ojka

C++語言基礎(chǔ)與進階

基礎(chǔ)

這里說的基礎(chǔ)不是狹義上的 C++ 語言基礎(chǔ)，而是包括C++開發(fā)這一生態(tài)體系的基礎(chǔ)，筆者認(rèn)為的基礎(chǔ)有：

C++語言本身熟練使用程度

前面也介紹了單純的 C++ 您啥也干不了，您必須結(jié)合一個具體的操作系統(tǒng)平臺，所以您得熟悉某個操作系統(tǒng)平臺的 API 函數(shù)，比如linux，以及該操作系統(tǒng)的原理。這里說的操作系統(tǒng)的原理不局限于您在操作系統(tǒng)原理圖書上看的知識，而是實實在在與系統(tǒng) API 關(guān)聯(lián)起來的，如熟練使用各種進程與線程函數(shù)、多線程資源同步函數(shù)、文件操作函數(shù)、系統(tǒng)時間函數(shù)、窗口自繪與操作函數(shù)（這點針對Windows）、內(nèi)存分配與管理函數(shù)、PE 或 ELF 文件的編譯、鏈接原理等等。

網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)絡(luò)通信在這里具體一點就是socket編程。這里的socket編程不僅要求熟練使用各種網(wǎng)絡(luò) API 函數(shù)，還要求理解和靈活運用像三次握手四次揮手等各種基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與原理。關(guān)于 socket 編程實踐，《TCP/IP網(wǎng)絡(luò)編程》這本書是非常好的入門教材。

TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)編程：

鏈接: https://pan.baidu.com/s/13WsMAly9GdTH9dxic-BL-A 提取碼: e2mk

說了這么多，您可能會覺得很抽象。筆者在這里舉個具體例子，假設(shè)我們現(xiàn)在要開發(fā)一個類似電驢這樣的軟件。軟件界面如下圖：

電驢可編譯、調(diào)試、運行版本源碼：

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1By_hLikO_UwF-3wxMV765Q 提取碼: anop

如上圖所示，假設(shè)我們的操作系統(tǒng)選擇Windows，使用語言我們使用 C++，這就要求您必須熟悉 C++ 常用的語法，如果您還不熟悉，您就需要補充這方面的知識。

在熟悉 C++語法的前提下，從這款產(chǎn)品實現(xiàn)技術(shù)來看，我們的目標(biāo)產(chǎn)品分為 UI 和 網(wǎng)絡(luò)通信部分。下面將詳細(xì)介紹這兩部分：

UI 部分

對于UI部分，我們的認(rèn)識是這需要使用 Windows 的窗口技術(shù)。我們可以直接使用原生的 Win 32 API 來制作自己的界面庫，也可以選擇一些我們熟悉的界面框架，如mfc，wtl、duilib、wxWidgets等。無論您是在閱讀別人的這樣的項目還是需要自己開發(fā)這樣的項目，在確定了這款軟件使用的 UI 庫（或者使用原生Win 32 API），您就需要對 Windows 的窗口、對話框、消息產(chǎn)生、派發(fā)與處理機制需要了解，同樣的道理，如果不熟悉您需要補充相關(guān)的知識（關(guān)于這一點，下文不再贅述）。

接著，根據(jù)上圖中的軟件功能，大致分為三大模塊，即資源、下載和分享。這三大塊是可以使用一個Windows Tab控件去組織，這個時候您需要了解 Windows Tab控件的特性。

• 對于資源模塊，本質(zhì)上是一個窗口中嵌入了一個瀏覽器控件（WebBrowser控件），那么您需要了解這一個功能點的相關(guān)知識。當(dāng)用戶點擊了某個列表中某個具體的資源，可以對齊進行下載。這就又涉及到WebBrowser 控件與 C++ 宿主程序的交互了，那么如何實現(xiàn)呢？可以選擇使用ActiveX技術(shù)，也可以使用 javascript 與 C++交互技術(shù)。

• 再來看下載模塊，當(dāng)產(chǎn)生一個下載操作時，界面上會產(chǎn)生以下下載列表，每個列表項會實時顯示下載進度、下載速率等參數(shù)，同時正在下載的項目也可以被暫停、停止和刪除。那么這又涉及到ListView控件的相關(guān)功能，以及 ListView 如何與后臺網(wǎng)絡(luò)通信邏輯交互。

• 分享模塊是將本地資源分享到服務(wù)器或者給其他用戶。界面左側(cè)是對文件系統(tǒng)的一個快照，那么這又涉及到如何遍歷文件系統(tǒng)（了解枚舉文件系統(tǒng)的API），右側(cè)也是一個 ListView 控件，這里不再贅述。

網(wǎng)絡(luò)通信部分

網(wǎng)絡(luò)通信部分，主要有兩大塊，第一個是程序啟動時，與服務(wù)端的交互；第二個就是文件下載與分享的 P2P 網(wǎng)絡(luò)。您在閱讀或開發(fā)的過程中，如果對這些技術(shù)比較陌生，您需要補充這些知識，具體的也就是socket的各種 API函數(shù)，以及基于這些 API 邏輯的組合。當(dāng)然可能也會用到操作系統(tǒng)平臺所特有的網(wǎng)絡(luò) API 函數(shù)，如WSAAsyncSelect 網(wǎng)絡(luò)模型。

再一點，網(wǎng)絡(luò)通信部分如何與 UI 部分進行數(shù)據(jù)交換，是使用隊列？全局變量？或者相應(yīng)的 Windows 操作平臺提供的特殊通信技術(shù)，如 PostMessage 函數(shù)、管道？如果使用隊列，多線程之間如何保持資源的一致性和解決資源競態(tài)，使用 Event、CriticalSection、Mutex、Semaphore等等？

當(dāng)然，筆者這里只列舉了這個軟件的主干部分，還有許多方方面面的細(xì)節(jié)需要考慮。這就需要讀者根據(jù)自己的情況，斟酌和篩選了。您想達到什么目的，您就去學(xué)習(xí)和研究相關(guān)的代碼。

總結(jié)起來，可以得到如下公式：

一款C++軟件 = C++語法 + 操作系統(tǒng)API函數(shù)調(diào)用

進階

如果您達到了我上面說的三點后，可以再找一些高質(zhì)量的開源的項目去實戰(zhàn)一下。需要注意的是最好找一些沒有復(fù)雜業(yè)務(wù)或者您熟悉其業(yè)務(wù)的開源項目（如開源的IM系統(tǒng)），如果你不熟悉其業(yè)務(wù)，不僅要學(xué)習(xí)其業(yè)務(wù)（軟件功能），還需要再去學(xué)習(xí)它的源碼，最后可能讓我們迷失了最初學(xué)習(xí)這款軟件的目的。

學(xué)習(xí)這些項目的同時，讀者應(yīng)該先確定自己的學(xué)習(xí)目的，如果您的目的是學(xué)習(xí)和借鑒這款軟件的架構(gòu)，那么先從整體去把握，不要一開始就迷失在細(xì)枝末節(jié)中，這類我稱之為“粗讀”；或者，您的目的是學(xué)習(xí)下開源軟件的在一些細(xì)節(jié)上的處理與做法，這個時候，您可以針對性地去閱讀您感興趣的模塊，深入到每一行代碼上去。

學(xué)習(xí)開源軟件存在一種風(fēng)氣，許多新手喜歡道聽途說，一聽別人說這個軟件不好，那個軟件存在某某瑕疵就放棄閱讀它的打算了。然后到了實際開發(fā)中，因為心中沒有任何已有軟件開發(fā)問題的解決方案，產(chǎn)生挫敗感，久而久之就對本來喜歡的 C/C++ 開發(fā)失去了興趣。學(xué)習(xí)的過程是先接觸，再熟悉，再模仿，再創(chuàng)造。不管什么開源項目，在您心中沒有任何思路或者解決方案時，您應(yīng)該先接觸熟悉，不斷模仿，做到至少心中有一套對于某場景的解決方案，然后再來談創(chuàng)新談批判、改造別人的項目。

我個人學(xué)習(xí)一套陌生的開源項目時，總是喜歡將程序用調(diào)試器正常跑起來，然后再中斷下來，統(tǒng)計當(dāng)前的線程數(shù)目，然后通過程序入口main函數(shù)從主線程追蹤其他工作線程是如何創(chuàng)建的；接著，分析和研究每個線程的用途以及線程之間交互的，這就是整體把握，接著找我感興趣的細(xì)節(jié)去學(xué)習(xí)。

這里我以學(xué)習(xí) redis 為例，將 redis 源碼從官網(wǎng)下載下來以后，使用您喜歡的代碼閱讀器管理起來，我這里使用的是Visual Studio，如下圖所示：

在大致了解了 redis 有哪些代碼模塊以后，我們把代碼拷貝到 linux 平臺，然后編譯并使用 gdb 調(diào)試器跑起來。如下圖所示：

然后使用按 ctrl + C 將gdb中斷下來，輸入info threads查看當(dāng)前程序的所有線程：

接著挨個使用 thread + 線程編號 和 bt 命令去查看每個線程的上下文調(diào)用堆棧：

然后對照每個線程的上下文堆棧，搞清楚其邏輯，并結(jié)合主線程，看看每個線程是在何時啟動、端口在何時啟動偵聽的等等。等做完這一步，關(guān)于 redis-server 的框架也基本清楚了。

接著我們可以選擇一個自己感興趣的命令，搞清楚redis-cli 與 redis-server命令的交互流程。

最后，如果對 redis-server 源碼中各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)感興趣，我們可以進一步深入到具體的代碼細(xì)節(jié)。

當(dāng)然，不熟悉 gdb 的讀者看筆者這段操作流程比較困難，這是正常的，說明如果想通過調(diào)試去研究 redis這一款開源軟件，您需要去補充一點 gdb 調(diào)試的知識。這就是我上文中所說的，針對性地補缺補差。

C++ 面試

關(guān)于C++面試，面試的要求到底是側(cè)重代碼量、項目經(jīng)驗，還是側(cè)重操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這種基礎(chǔ)知識？我在知乎上曾經(jīng)專門寫過一篇文章來介紹我面試曾經(jīng)C++的面試的經(jīng)歷和經(jīng)驗，有興趣的讀者可以點擊這里查看：https://www.zhihu.com/question/264198516/answer/341999235。

關(guān)于C++面試常見的面試題，可以參考這里：https://zhuanlan.zhihu.com/p/45668078，這篇文章問題點整理的非常詳細(xì)，讀者可以參考一下。

需要注意的是，不僅僅是 C++ 面試，其他語言開發(fā)面試也是一樣。如果您是想進入大的互聯(lián)網(wǎng)公司的應(yīng)屆生，那么您應(yīng)該優(yōu)先好好準(zhǔn)備算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識，以應(yīng)對面試，這是大的互聯(lián)網(wǎng)公司面試頻率最高的考察范圍；至于其他的基礎(chǔ)知識，如操作系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡(luò)通信等基礎(chǔ)知識，作為計算機相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，這些應(yīng)該是您的專業(yè)課，如果您已經(jīng)在平時的學(xué)習(xí)中掌握的很好，那就不用擔(dān)心，這類問題一般對于應(yīng)屆生求職不會問的太深；倘若您尚未學(xué)的扎實，而春招或秋招又時間臨近，沒有足夠的時間去準(zhǔn)備這些，您應(yīng)該只是盡量去補，實在來不及也沒關(guān)系，還是應(yīng)該把重心放在好好準(zhǔn)備算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等知識上。

對于社會人士參加的 C++ 職位的面試，如果是大的互聯(lián)網(wǎng)公司，雖然社會招聘問的更多的是項目經(jīng)驗，適當(dāng)?shù)貫橐恍┗A(chǔ)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識做一些準(zhǔn)備也是非常有用的，舉個例子，如果問到二分查找這一類基礎(chǔ)算法，如果答不出來未免會讓面試官印象不太好，場面也比較尷尬。另外，C++是一門講究深度的編程技能，對于有一定工作年限的面試者，面試官往往會問很多原理性的細(xì)節(jié)，這就要求廣大 C++ 開發(fā)者在平常多留心、多積累、多思考技術(shù)的背后的原理。

而對于大多數(shù)小的企業(yè)，無論是應(yīng)屆生還是社會人士，只要有能力勝任一定的工作即可，所以一般只要對所面試的公司的項目有類似經(jīng)驗或者相關(guān)的技術(shù)能力，基本上就可通過面試。大多數(shù)小公司在乎的是您來了能不能干活，所以這類公司對實際項目經(jīng)驗和技能要求更高一點。

再者就是關(guān)于項目經(jīng)驗，許多人可能覺得項目經(jīng)驗一定是自己參與的項目，其實不然，項目經(jīng)驗也可以來源于您閱讀和學(xué)習(xí)其他人的項目代碼或者開源軟件，只要您能看懂并理解它們，在面試的時候提及到，能條理清晰、自圓其說即可。當(dāng)然，如果不熟悉或者只是了解些皮毛，切記不可信口開河、胡編亂造甚至張冠李戴，我曾經(jīng)面試過一些開發(fā)者，看簡歷項目經(jīng)驗豐富，實際一問的時候，只是把別人的框架或者庫拿來包裝調(diào)用一下，問及其技術(shù)原理時，不是顧左右而言他就是說不清道不明模棱兩可含糊不清，這一類人往往比不知道還讓人討厭，面試官一般反感這一類面試者的所謂的項目經(jīng)驗的。

學(xué)生與社會人士學(xué)習(xí) C++ 的方式的區(qū)別

如果是學(xué)生的話，有充裕的時間，建議除了把 C++ 語法學(xué)好，系統(tǒng)地多讀一點基礎(chǔ)的書籍，如操作系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法相關(guān)的各方各面的經(jīng)典書籍，可以參考下這里：https://mp.weixin.qq.com/s/EjgtX2Wghia7ajn2AugCtw。盡量做到等您畢業(yè)走出校園以后，至少熟悉一門編程語言和其相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境的，是一個基礎(chǔ)扎實、理論清晰、編碼能力強的求職者。可惜的是，從現(xiàn)在的各種招聘反饋來看，大多數(shù)學(xué)生在求職時，對相關(guān)開發(fā)工具和語言的陌生程度實在讓人瞠目結(jié)舌，面試官在面試的時候會很納悶：這位學(xué)生大學(xué)四年（或者七年）到底是否調(diào)試過程序？

社會人士由于已經(jīng)走上工作崗位，家庭、工作的瑣事繁多，沒有太多的時間去系統(tǒng)地閱讀一些相關(guān)基礎(chǔ)書籍，如果您當(dāng)前工作正好是從事 C/C++ 開發(fā)，那么請結(jié)合您當(dāng)前的項目來學(xué)習(xí)，搞清楚項目的體系結(jié)構(gòu)、吸收項目中優(yōu)秀的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，針對性地補充相關(guān)知識，這是進步最快的方式。但是實際情形中，很多人覺得公司的項目代碼又爛又雜，不愿意去研究，這種思想千萬不能有的，在您沒有自己足夠好的能力給公司提供更好的解決方案，請先學(xué)習(xí)和模仿，我們此時要保持“空杯”心態(tài)，公司的代碼再爛，它也是公司的商業(yè)價值所在；即使是純粹的業(yè)務(wù)代碼，也有它的可取之處，擇其善者而從之，其不善者而改之。尤其是開發(fā)者處于一些初中級的開發(fā)崗位時，可能接觸不到公司核心框架的源碼，此時千萬不要盲目地去排斥。學(xué)業(yè)務(wù)，補基礎(chǔ)，時刻意識清醒自己所需，明白自己想要學(xué)的東西。

如果從事的不是 C++ 相關(guān)的開發(fā)，那么可以擠出一些時間去學(xué)習(xí)一些開源的代碼，在閱讀開源代碼的過程中，針對性地補缺補差。不建議系統(tǒng)地去看《C++ primer》《UNIX環(huán)境高級編程》諸如此類的大部頭書籍，實際開發(fā)中不需要太多的這類書中的細(xì)枝末節(jié)，閱讀這類書往往只會事倍功半，甚至最后因書籍太厚、時間不夠，最后堅持不下去，最終放棄。

當(dāng)然，對于社會人士，當(dāng)您有一定的時間的時候一定要去補充一些基礎(chǔ)的、原理性的東西，千萬不要沉溺于“面向搜索引擎編程”或者“面向工資編程”，有些問題雖然當(dāng)時通過搜索引擎解決了，但如果想在技術(shù)或職業(yè)上有長足的發(fā)展，一定要系統(tǒng)地去讀一些經(jīng)典的、輕量級的書籍（如《C++對象模型》）。長期在網(wǎng)上的文章中尋章摘句，只會讓您的知識結(jié)構(gòu)碎片化、凌亂化，甚至混亂化。而且互聯(lián)網(wǎng)上的技術(shù)文章質(zhì)量良莠不齊，有時候也容易對自己形成誤導(dǎo)和依賴。總而言之，作為技術(shù)開發(fā)人員，提高自己技術(shù)水平是改變現(xiàn)狀、改善生活最直接的途徑。

小結(jié)

關(guān)于C/C++，暫且就討論這么多。最后再強調(diào)一遍，C++是一門講究深度的語言，其“深度”不是體現(xiàn)在會多少 C++ 語法，而是能夠洞察您所寫的C++代碼背后的系統(tǒng)原理，這是需要長期不斷的積累的，沒有速成之法。反過來一旦學(xué)成，可以快速地學(xué)習(xí)其他語言和框架。個人覺得，如果自主創(chuàng)業(yè)或者想在二三線城市長期發(fā)展的讀者，C/C++ 應(yīng)該是優(yōu)選語言，有了它作為基礎(chǔ)，您可以跳出依賴各種環(huán)境和框架的窠臼，快速地學(xué)習(xí)和開發(fā)您想要的軟件，完成您想要的業(yè)務(wù)產(chǎn)品。

最后，限于筆者經(jīng)驗水平有限，歡迎讀者就文中的觀點提出寶貴的建議和意見。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何系统地学习 C++ 语言？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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