有網(wǎng)友問道：“欣哥,你的知識框架中最基礎(chǔ)的點是哪些？或者哪方面是比較重要的？” ?

我看到這個問題一下子愣了，是啊，很多人都深有體會，都覺得基礎(chǔ)知識重要，但是具體來說，哪些點重要呢？?

今天我就試圖總結(jié)一下，也歡迎大家補充。

信息的表示和處理

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計算機如何表示整數(shù)：有符號數(shù)和無符號數(shù)，尤其是如何用補碼表示負(fù)數(shù)，數(shù)字的取值范圍。?

計算機如何表示浮點數(shù)，為什么小數(shù)的二進制表示法只能近似表示十進制小數(shù)。?

數(shù)值的轉(zhuǎn)換、移位?

這幾點非常重要，因為幾乎所有的編程語言都有數(shù)據(jù)類型，而最基本數(shù)據(jù)類型必然包括整數(shù)和浮點數(shù)。?

搞不清這些表示和運算，在編程中就會遇到一些稀奇古怪的問題。?

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從匯編層面理解程序的執(zhí)行

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順序、分支、循環(huán)、函數(shù)調(diào)用、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等在匯編層面是怎么實現(xiàn)的，寄存器和內(nèi)存是怎么使用的。?

理解了這些其實也就理解了馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)，這是計算機學(xué)科一個基礎(chǔ)性的東西。 ?

知道程序在底層是怎么運轉(zhuǎn)的， 對于學(xué)習(xí)各種虛擬機有很大的幫助，比如JVM，它要解析執(zhí)行的是字節(jié)碼，字節(jié)碼本質(zhì)上要表達(dá)的就是這些東西，只不過有所擴展。?

理解了棧幀，就能理解函數(shù)調(diào)用的本質(zhì)，遞歸，以及尾遞歸的實現(xiàn)。還有安全相關(guān)的概念，如緩沖區(qū)溢出這個臭名卓著的漏洞及其防范辦法。 ?

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進程和線程

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程序員必備的知識，不了解這個，簡直是無法編程。?

需要掌握進程的地址空間，代碼在哪里，堆在哪里，棧在哪里。?

要準(zhǔn)確理解進程和線程之間的關(guān)系，為什么說進程是擁有資源的基本單位， 線程是CPU調(diào)度的基本單位？?

進程切換和線程切換之間的區(qū)別和聯(lián)系。?

他們是如何創(chuàng)建，執(zhí)行，有哪些狀態(tài)，狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。 由此會涉及到并發(fā)和并行，線程之間的競爭和合作。?

鎖的本質(zhì)（硬件層面），樂觀鎖，悲觀鎖，死鎖等問題。?

線程的實現(xiàn)方式，用戶級線程和內(nèi)核級線程的對應(yīng)方式。 ?

在編程的過程中，有些知識點會直接使用，如多線程編程，鎖。 還有一些概念能用到很多地方，例如CAS，不僅僅是編程語言的概念，還能在更新數(shù)據(jù)庫時使用。再比如你理解了線程的實現(xiàn)方式，迅速就能掌握go語言中并發(fā)的手段：goroutine。?

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存儲器的層次結(jié)構(gòu)

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Tomcat用了多線程執(zhí)行請求，Redis用了單線程來處理請求，Node.js也用了單線程來，這是為什么？ ?秘密都在存儲器的層次結(jié)構(gòu)。?

人類制造的計算機設(shè)備之間有著巨大的速度差異： ?

總之，CPU超級快，內(nèi)存比較快，硬盤非常慢，網(wǎng)絡(luò)更慢， 這個速度差異是IT行業(yè)的一個核心問題，人類想了很多辦法試圖去彌補這個差異：多線程，緩存，異步，多路復(fù)用，硬件層面的DMA。?

記著下面這張圖，每當(dāng)你遇到某個軟件的特性的時候，想一想和它有什么關(guān)系：?

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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法

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它的重要性我羅嗦過很多次了，不用再重復(fù)了， 我就舉個最簡單的例子： 理解了B+ Tree才能理解MySQL的InnoDB的索引，理解了索引才能更好地優(yōu)化查詢，對吧？ ?

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計算機網(wǎng)絡(luò)

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現(xiàn)在的程序基本上都是網(wǎng)絡(luò)程序， 所以這也是一個必備的基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)的一大好處就是和工作直接相關(guān)，能直接使用，比較有動力。?

HTTP協(xié)議肯定跑不掉，TCP,UDP也得會，尤其是TCP可靠傳輸?shù)脑?#xff1a;如何在一個不可靠的網(wǎng)絡(luò)中進行可靠的傳輸， 這是無數(shù)前輩總結(jié)的經(jīng)驗，一定得掌握。 ?

要理解什么是通信協(xié)議，也許某一天你自己就需要定制一個協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)。?

分組交換是什么意思？ 協(xié)議分層的本質(zhì)是什么？ 什么叫無狀態(tài)的協(xié)議？ ?

Socket相關(guān)的編程更是重點，尤其是涉及到服務(wù)器端高并發(fā)的時候，如何維持和處理這些海量的socket， epoll等技術(shù)就得上場了。?

還有非常重要的HTTPs的基本原理，也是網(wǎng)絡(luò)安全的精華所在：對稱加密，非對稱加密，消息摘要，數(shù)字證書，中間人攻擊。?

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數(shù)據(jù)庫

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不多說，關(guān)系模型、范式、SQL、索引、事務(wù)等知識都得掌握，尤其是要了解他們的實現(xiàn)方式。?

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分布式的基礎(chǔ)知識

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這些已經(jīng)偏向應(yīng)用層面了，但是現(xiàn)在很多系統(tǒng)都是分布式的了，分布式就變成了一種基礎(chǔ)知識。

系統(tǒng)通信：RPC, 消息隊列等?

負(fù)載均衡的原理?

CAP原理，BASE原理，冪等性，一致性模型（強一致性，最終一致性.....）和相關(guān)協(xié)議(兩階段提交，Raft，Paxos......)?

數(shù)據(jù)分片：取模算法，一致性Hash，虛擬桶?

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基本的設(shè)計思想

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下面這幾種設(shè)計思想對我影響很大，需要大家特別注意。但是掌握起來卻很不容易，需要在實踐中不斷地體會：?

正交：各個概念之間可以獨立變化?

抽象：拋棄細(xì)節(jié)，找到本質(zhì)和共性

《深入理解計算機系統(tǒng)》一書中提到：“指令集是對CPU的抽象， 文件是對輸入/輸出設(shè)備的抽象， 虛擬存儲器是對程序存儲的抽象， 進程是對一個正在運行的程序的抽象， 而虛擬機是對整個計算機（包括操作系統(tǒng)、處理器和程序）的抽象。 如果你對這句話透徹理解了，說明對計算機系統(tǒng)的認(rèn)識已經(jīng)很深刻了。?

分層：我只想和我的鄰居打交道， 如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，Web應(yīng)用開發(fā)。?

分而治之：大事化小，小事化了，架構(gòu)設(shè)計必備。?

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關(guān)鍵點來了，怎么學(xué)習(xí)呢？

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我原來的方式是先看書，看了很多書，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)，匯編，網(wǎng)絡(luò)...... 這種辦法的最大問題就是枯燥（嗯，那時候還沒有碼農(nóng)翻身這樣用故事講解技術(shù)的文章）。

理論多，實踐少，很多知識點體會不深， 等到參與的項目多了，Coding多了，這些知識點才慢慢地鮮活起來。 ?

一種更加有效的辦法是從工作中用到的知識點出發(fā)，從這個知識點向外擴展，由點到線，由線到面，然后讓各個層次都連接起來，形成一個立體的網(wǎng)絡(luò)。?

切記，學(xué)習(xí)是一個螺旋上升的過程，想要上升就得深度思考，多問幾個為什么。?

比如工作中用到了Redis，你在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)這個Redis用了單線程來處理讀寫請求，為什么要這么做？ 對于成千上萬的請求它是如何處理的？ 然后再聯(lián)想一下別的軟件：Tomcat為什么不這么干？ 想回答這些問題，需要發(fā)掘很多基礎(chǔ)知識。?

這樣做的次數(shù)多了，積累到一定程度，量變就會引起質(zhì)變，整個系統(tǒng)就被你看透了，你的知識又?jǐn)U大了一圈，更多的疑問出現(xiàn)了......

總結(jié)

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