从基础到实习项目：C++后端开发学习指南

在当今技术快速迭代的背景下，后端开发作为软件工程的核心支柱持续发挥着关键作用。C++凭借其卓越的性能表现和系统级控制能力，依然是构建高性能后端服务的首选语言之一。本文将系统性地解析现代C++后端开发的核心技术体系，包括从语言特性精要到架构设计模式的全方位知识图谱，同时结合行业最新趋势，为开发者提供清晰的职业进阶路径和实战能力培养方案。

C++ 后端都是干什么的？

C++ 后端开发主要涉及到构建和维护基于 C++ 的服务器端应用程序。C++ 是一种高性能的编程语言，广泛应用于需要高性能和底层系统访问的场景。C++ 后端开发人员通常专注于以下几个方面：

1. 性能优化：C++ 具有良好的性能特性，因此后端开发人员通常会关注代码性能优化，以确保应用程序运行得更快、更高效。

2. 服务器端应用程序开发：C++ 后端开发人员负责构建和维护基于 C++ 的服务器端应用程序，包括处理客户端请求、与数据库交互、实现业务逻辑等。

3. 分布式系统：构建和维护大规模分布式系统，以支持高并发、高吞吐量的需求。

4. 网络编程：C++ 后端开发人员需要具备网络编程知识，如套接字编程、TCP/IP、HTTP 等，以便更好地处理服务器端与客户端之间的通信。

5. 安全性：确保服务器端应用程序和数据的安全，通过加密、安全传输和访问控制等手段来保护数据和应用程序。

6. 内存管理：C++ 后端开发人员需要关注内存管理，以避免内存泄漏、内存溢出等问题。

C++后端都有哪些工作岗位呢？

在 C++ 后端领域，有以下一些典型的工作岗位：

• 后端开发工程师：负责服务器端应用程序的开发和维护。

• 系统架构师：负责设计和规划后端系统的架构，以满足性能、可扩展性和可维护性的要求。

• 性能工程师：专注于优化代码性能，提升应用程序的运行效率。

• 网络工程师：负责处理网络相关的问题，如网络通信、协议实现等。

• 数据库工程师：专注于后端数据存储、检索和优化。

这些岗位可能会有一定的重叠，具体职责可能因公司和项目而异。不同公司可能会有不同的职位名称，但核心技能和职责通常是相似的。

薪资水平

在中国，C++ 开发者的薪资水平通常高于很多其他编程语言的开发者。根据不同城市和经验水平，C++ 后端开发工程师的薪资普遍较为可观。例如，北京、上海等一线城市C++ 后端开发工程师年薪通常在 20 万 - 60万人民币之间。

学习路线

来自零声教育的linux c/c++课程体系，通过原理技术+源码讲解+实战项目，全面解析linux c/c++底层开发技术，15个上线项目，2W+行手写代码。

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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

gdb调试

• vscode远程连接Linux
• vscode gdb开发环境设置
• gdb调试概述
• gdb调试准备
• gdb调试命令详解
• gdb多线程调试
• gdb附加进程调试
• gdb core fles调试

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

（三）自研框架:协程框架NtyCo的实现

协程设计原理与汇编实现

• 协程存在的3个原因
• 同步与异步性能，服务端异步处理，客户端异步请求
• 协程原语 switch,resume,yield,
• 协程切换的三种实现方式，setjmp/longjmp,ucontext，汇编实现
• 汇编实现 寄存器讲解
• 协程初始启动 eip寄存器设至
• 协程栈空间定义，独立模与共享栈的做法
• 协程结构体定义

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

（四）自研框架:基于dpdk的用户态协议栈的实现

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

tcp的原理实现

• tcp 11个状态实现
• 滑动窗口与慢启动
• 重传定时器，坚持定时器
• time_wait定时器，keepalive定时器

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

（五）高性能异步io机制

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

windows异步机制iocp

• iocp完成端口的工作机制
• iocp的精髓重叠io
• iocp处理维护连接以及连接上的收发数据
• iocp多线程处理方案

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

（四）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

（五）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

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）高性能计算CUDA

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

（四）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

（五）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

（六）ZeroMQ

消息队列与ZeroMQ的应用

• REQ/REP模型原理分析
• PUB/SUB模型原理分析
• PUSH/PULL模型原理分析
• Router/Dealer模型原理分析

ZeroMQ源码分析 :消息模型的实现

• 消息模型.
• 消息传递模式
• 消息分帧
• 中间层代理
• 消息丢失处理

ZeroMQ源码分析:网络机制与性能分析

• 零拷贝技术
• 消息高水位标记
• 无锁队列
• 可靠性设计

6、云原生专栏

（一）Docker

Docker风光下的内核功能

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

bpftrace的实现原理

• 跟踪，嗅探，采样，可观测的理解
• 动态hook : kprobe/uprobe
• 静态hook : tracepoint和USDT
• cpu的观测taskset的使用

bpf对tcp请求的监控(项目)

• bpf对网络流量的统计
• 网络观测tcp _connect, tcp_accept,tcp _close
• tcp_v4_ _connect与tp_v6 connect的探测点
• struct sock的五元获取

bpf实现对goroutine的探测(项目)

• go webserver的实现
• uprobe应用层挂载点
• bpf的ringbuffer原理

bpf探测java的垃圾回收(项目)

• 运行时进程maps /proc/pid/maps
• libjvm.so信息
• bpf的usdt的使用
• java gc的耗时

（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

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

• 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

• 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

（三）分布式监控Prometheus

Prometheus监控系统

• 数据模型: Metric、Time Series、Sample和label
• 指标类型 : Counter、Gauge、Histogram、Summary
• 采集规则和警告规则
• PromQL查询语言

Prometheus对MySQL/Redis的监控

• Mysql Redis Exporter安装配置
• go实现自定义应用程序指标
• PromQL计算Mysq|、 Redis性能指标
• Prometheus数据远程存储

Prometheus数据采集

• 6种采集点配置方式
• 动态重写目标采集点
• Grafana可视化监控仪表盘

Prometheus构建企微与邮件的状态告警

• 邮件和企微的接入
• Alertmanager配置 与容器化运行
• 警告信息的分组

九、实战项目

一、分布式kvstore（基础架构开发方向）

1 kv存储的架构设计

• 存储节点定义
• tcp server/client
• hash数据存储
• list数据存储
• skiptable数据存储
• rbtree数据存储

2 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

3 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

4 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/I ist/skiptable/rbtree测试

二、zrpc的实现（基础架构开发方向）

1 rpc使用场景与架构设计

• 分布式核心调度业务
• 网络与业务分离
• 网络选型reactor， 协程，io_ uring

2 rpc的协议与序列化

• json定义函数
• 数据序列化
• rpc处理流程
• rpc的内存池的特性

3 rpc代码自动生成器的实现

• 调用接口模式统一化
• float与double调用的差异
• 第三方语言的支持
• 性能测试与业务上线

三、DPDK的数据包测试仪（网络开发方向）

1 测试仪架构设计与使用场景

• 使用场景与测试方案
• 多核与多线程亲缘性
• 测试仪使用的命令行参数

2 协议流组织

• arp数据组织
• udp数据包
• top的syn, rst, fin, ack包
• icmp协议组织

3 异常情况与测试标准

• 异常命令行参数的处理
• 异常网络数据包的处理
• cpu与内存不足的异常处理

四、openresty的zv_waf的实现(网关防火墙开发)

1 WAF 基础架构与 IP/URL 防御

• OpenResty 与WAF架构设计
• IP黑白名单实现
• URL 基础过滤
• 日志记录与监控

2 WAF 请求头与基础参数防御

• User-Agent 智能识别
• Referer 可信来源验证
• Cookie 基础过滤
• HTTP 方法限制

3 WAF CC攻击防护与请求频率控制

• CC攻击原理与防御策略
• 人机验证联动机制
• IP动态好禁与放行
• CC防护

4 WAF 深度参数过滤与SOL注入/XSS防御

• Query参数过滤
• POST数据过滤
• SQL注入过滤
• XSS 攻击防御

五、qemu的virtio/vhost虚拟化实现(虚拟化开发)

1 virtio与vhost的工作原理

• vhost与qemu通信协议
• vhost通信协议解析get features
• vhost/virtio通信与reovmsg的作用

2 virtio设备模型实现

• virtio的setmem与vring的设置
• gpa.gva.hva.hpa之间的关系
• ifreq的tap/tun创建

3 vhost的性能优化与多队列网卡

• vring的物理内存与虚拟内存决射
• 多队列网卡实现
• vhost用户空间后端开发
• vhost/virtio的总结

六、SPDK助力MySQL数据落盘，让性能腾飞 (存储方向)

1 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

2 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/c lose的实现

3 文件系统的性能测试与承接mysq|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

七、魔兽世界后端TrinityCore（游戏方向）

1 TrinityCore开发调试环境安装

• linux开发调试环境安装
• windows开发调试环境安装
• SRP-6登录协议介绍
• 基于openresty实现web注册服务

2 TrinityCore 中高性能基础组件应用

• to高性能定时器方案设计
• to线程模型以及锁、无锁队列应用
• 数据库连接池设计
• 日志库的设计

3 TrinityCore 高性能网络模块设计

• 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to中的封装
• 网络库应用实践

4 TrinityCore 游戏技能模块设计

• 技能模块设计
• 技术配置以及数据库表设计
• 技能模块组成部分
• 技能生成、处理以及生命周期管理
• 暴风雪、背利等技能实现详解

5 游戏AI模块设计

• Al模块实现层次
• Al模块三种细分方向以及选择
• 固定Al设计实现以及幼狼AI案例讲解
• 脚本Al设计实现以及BossAl案例讲解

6 游戏副本模块设计

• 副本模块:管理、匹配、积分结算逻辑实现
• 副本模块实现的抽象，层次
• 战歌峡谷副本实现
• 阿拉希盆地副本实现

八、网络数据包过滤firewall（网络安全方向）

1 firewall内核空间netfilter架构设计

• 内核空间设计与实现分析
• 设计数据包传递参数值
• 封装端口及IP规则类型
• 设计检测规则/IP/协议函数

2 firewall内核空间架构实现

• 检测规则/IP/协议函数实现
• 检查权限及规则函数实现
• 数据包出入站过滤器实现
• 读写规则/检查规则匹配实现
• 删除规则/模块加载和知裁

3 firewall用户空间架构设计

• 用户空间设计与实现分析
• 设计数据包传递参与宏
• 封装端口及|P规则类型

4 firewall 应用程序调试与上线

• Hook入口函数设计与实现
• IP/掩码/端口函教实现
• 协议类型/解析/删除规则
• 用户层访问及bug处理
• 用户程序测试及调试技巧

九、BPF网络数据包探测器（网关开发方向）

1 监控探测仪的场景与架构设计

• bpf.c实现tcp数据包探测
• bpf.c解析tcp与http
• 内核与应用层的通信数据格式

2 tc数据流记录存储

• kv存储构建发送与按收的key-value
• http请求实现集中式存储
• 数据流记录表关系

3 测试上线与前端显示

• 内核与应用程序的通信测试
• kv的存储测试
• 数据流记录表的qps测试
• 前端显示与上线

十、ROS+gazebo+TurtleBot3项目实践(自动驾驶与机器人方向)

1 ROS 基础认知与框架搭建

• 一在Ubuntu 系统上安装 ROS 的详细步骤
• 搭建 ROS 开发环境，配里工作空间
• ROS 的基本命令行工具

2 TurtleBot3 初步操控

• TurtlsBot3 的硬件连接与网络设置
• 启动 TurtleBot3 及相关节点的方法
• 使用键盘控制 TurtleBot3 运动的指令
• 在RViz 中显示 TurtlsBot3 模型及运动状态

3 话题蘧信深入

• 话题遗信的底层原理与数搭流向
• 自定义控制消息类型及多字段含义
• 实现从 PC 端到 TurtleBot3 的话题通信与运动指令传输
• 运用 rostopic 工具进行指令消息监测与分析

4 服务与参数管理

• 服务通信的架构设计与应用场景
• 编写用于控制 TurtleBot3 运动的服务端和客户端代码
• 参数服务器在设至 TurtleBot3 运动参数中的作用
• 利用 rosservice 工具调用服务实现运动控制

5 导航基础与运动指令

• 导航功能包中与运动控制的租件
• 配至导航功能包以核受外部运动指令
• 苏于导航功能包求送精确的运动指令(如真线、转弯)
• 实现 TurtleBot3 楼预设路径运动的指令编写

6 高级运动控制与实践

• 苏于传感器反情调整运动指令的策略
• 实现 TurtleBot3 在复杂环境下(如避障、循迹》的运动指令逻择
• 多 TurtleBot3 协同运动的指令规划与通信实现
• 设计并实现一个基于指令控制的 TurtleBot3 应用场景

十一、图床共享云储存（云原生基础设施开发方向）

1 fastdfs架构分析和配置

• fastdfs架构分析
• 快递配查fastdfs
• 上传文件逻辑分析
• 下载文件逻辑分析;

2 文件传输和接口设计

• 数据库设计
• 图床接口设计
• reactor网络模型构建
• 注册/登录/我的文件功能实现

3 分布式fastdfs存储集群部署和HTTP上传

• storage存储原理分析.
• 上传下载原理
• 实现文件上传功能
• 相同文件内容只保存一份

4 图片分享和短链服务实现

• 图片分享功能实现
• 图片分享数据库设计
• 长链转短链机制
• Redis缓存优化

5 分布式FastDFS存储集群部署

• FastDFS集群部署
• FastDFS同步原理
• binlog机制
• 水平扩容
• 图床功能查漏补缺

6 产品上云公网发布/测试用例

• 使用云服务器的各种坑分析
• postman模拟请求
• wrk测试接口吞吐量
• jmeter压力测试

十二、分布式推送系统项目实战(互联网产品项目)

1 项目框架分析和部署

• 分布式推进系统架构
• 话题聊天家落地
• 后端服务部署
• Web部署

2 注册/登录接口设计与实现

• HTTP RESTful API原理
• MySQL用户表设计
• 注册密码加密
• redis骏存token
• 客户端缓存token

3 固定话题聊天实现

• websocket迹接用户校验
• 话题/用户映射表结构设计
• 聊天发布到服务器
• redis缓存房间在线人员
• 服务器广播新消息

4 聊天记录拉取设计与实现

• MySQL消息表设计
• 聊天消息存储
• 分页拉取聊天消息
• 鉴录自动拉取最新消息
• 黑名单实现

5 自定义话题聊天实现

• MySQL话题表设计
• 管理员创建聊天话题
• HTTP拉取所有话题
• 用户自动加入新话题
• 用户退出话题

6 单机->分布式架构改进

• kafka队列削峰
• Erpc远程调用
• etcd注册和发现服务
• job模块
• nginx负载均衡

7 产品上云发布和性能测试

• 使用云服务器要点
• 测试接口性能
• 数据库素引优化
• 面试要点总结

十三、k8s二开内网穿透Tunnel(运维部署开发)

1 系统设计以及frp开源项目

• 项目背景与需求分析
• 系统设计与数据库设计
• frp TCPMUX代理与httpconnect复用器
• frp ssh、http、https 内网穿造
• frp AuthServerConfig token签权

2 应用管理与应用配置

• ssh、http、https等类型的应用维护
• 应用程序端口分配以及配至生成
• 导出应用配置为yaml格式的配亚文件

3 go客户端实现Kubernetes集群应用部署与更新

• go客户端追接Kubernetes api server
• Eo客户端创建配置资源ConfigMap
• 80苏户端创建部署资源Deployment
• 20客户端创建服务资源Service

4 vite/vue/elementUI实现前端页面

• Vue组件化开发与ElementUI
• Typescript的interface的应用
• axios实例与拦救器
• get与post请求好装
• 配置文件与api词用

5 自动化域名解析与Kubernetes 集群部署tunnel服务

• 自动化域名解析与域名备注
• 服务的部景与案户端配置的返回
• Tunnel服务的容器化部是与更新
• Tunnel客户端配置部署Tunnel客户端程序
• certbot 生成通配将证书用于Tunnel应用

十四、零声教学Ai助手一代（AI部署落地开发方向）

1 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

2 接口功能设计

• grpc与protobu的使用流程
• token计数器 与tokenizer的服务封装
• 敏感词识别服务

3 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

4 服务部署上线

• docker stack服务部署
• wrk接C吞吐量测试
• 线上节点监控

十五、Linux嵌入式多路监控系统项目实战(基于RV1126)

1 Linux嵌入式多路监控系统项目架构分析和部署

• 嵌入式多路监控架构分析
• rv1126部署监控程序
• 部署C++后端服务器
• 部署web远程查看实时自击

2 快速掌道Linux驱动开发

• Linux嵌入式系统架构
• Linux字符驱动设备
• Linux块设备驱动
• 虚拟内存和物理内存决射
• i2c驱动实战

3 Linux并发和设备材

• 中断/自旋锁/互斥量
• 阻塞/非阻塞
• 异步通知和异步I/O
• 设备树的特点和组成
• 设备树语法和节点解析

4 alsa驱动源码分析和应用实践

• alsa框架分析
• alsa audio接寸
• alsa 控制接口
• alsa采集pom实战
• aac音频编码

5 v412驱动源码分析和应用实践

• v412架构分析
• v412_device
• vidso_device
• v412来集yuv实战
• yuv h264硬件编码

6 RTMP实时推流

• ffmepg7.1裁剪和交叉编译
• 采集/编码/推流时间戳转换
• 推流队列设计
• 推流音视频同步机制
• 处理服务器实时任务