亲身体验！后端工程师学习路径书籍视频推荐

Posted 2022-02-17 C语言与CPP编程

最近有小伙伴问我，一名后端工程师的学习路线是什么？其实现在很多程序员都不是科班出生的，包括我自己，大学压根没学过什么计算机相关的课程。非科班出生的程序员的劣势在于基础会稍差，比如计算机基础、计算机网络等都了解的不多，不过没关系，只要你利用业余时间系统的来学习，照样可以做到后来居上。但是问题是，我们的学习路径是什么？该如何学，网上课程那么多，我到底该看哪一个？打开自己的收藏夹，数不清的资料全部在吃灰，到头来一个也没学。

其实同类型的资料我们保存1-2个就足够了，然后一段时间内专心学习一门知识，猥琐发育，最后惊艳所有人。

ok，废话不多说，我今天要分享的就是后端工程师的学习路径和相关的书籍、视频，由于后端语言居多，所以本文不会分享语言相关的内容。

计算机组成原理

首先要讲的自然就是计算机组成原理相关的知识了，当然这并不是和你单单的介绍计算机是什么组成的，不是教你如何组装电脑，而是告诉你比如计算机是如何运算我们的数据的、CPU这个大脑是如何高效处理我们的逻辑的、CPU又是如何与内存之间通信的，加快执行我们的程序在CPU维度有哪些优化以及我们运行程序的时候如何解决CPU和内存、内存和磁盘之间的速度鸿沟等等...

这里我和大家推荐 《计算机组成与设计 硬件/软件接口》 这本书

学习这本书你可以获取以下知识：

1. 计算机是怎么从大型设备逐渐发展到今天的个人PC机，以及计算机系统结构中的8个伟大的思想：面向摩尔定律的设计、抽象的简化设计、加速大概率事件、通过并行提高性能、通过流水线提供性能、通过预测提供性能、存储器层次、通过冗余提高可靠性。

2. 如何判断一个CPU的性能？最直白的反应就是CPU够不够快，也就是我们的程序要跑多久，这个响应时间我们一般称之为CPU执行时间，这里需要注意的是CPU执行时间并不包含程序执行期间涉及的IO，再细分的话，又可以分为用户CPU时间和系统CPU时间

3. 有无符号数和无符号数是如何表示的？CPU如何进行比较运算、分支判断、循环执行的？我们的代码其实是要经过编译、汇编、链接这样几个流程的，加法、减法、乘法、除法以及浮点数相关的运算在计算机层面是如何被实现的。

4. CPU是如何进行数据冒险，控制冒险的？流水线技术是如何提供吞吐的，处理器的数据通路和控制同路是如何设计的。

5. 再接下来就是存储器相关的知识了，比如虚拟内存技术、程序分段技术、分页技术，当发生缺页后如何找到磁盘页的，以及为了提升地址的查询速度，做了哪些优化，页表的好处与坏处是什么？TLB的好处与坏处是什么？

总之，学习了计算机组成之后，内功绝对可以大增。如果觉得书本知识枯燥难以阅读的话，我这里再给你推荐个视频：计算机科学速成课(https://www.bilibili.com/video/BV1EW411u7th)

非常生动形象的课，一共40集，每集大概10分钟，全部看完7个小时足矣，非常适合入门，这个视频配上书籍，简直完美。

操作系统

学习计算机组成原理之后，我们会了解计算机各个硬件之间是如何协调工作的，那么接下来就是肝操作系统了，操作系统是处于计算机硬件与软件资源之间的程序。从程序员的角度来看，学习操作系统可以帮助我们更好的了解程序是如何被调度的等等。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务，操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。这里和大家推荐 《现代操作系统》 这本书

通过学习这本书你可以获得以下知识：

1. 进程是什么、进程的模型、进程的创建、进程的终止、进程的层次结构、进程的实现、多道程序的设计模型

2. 线程是什么、线程模型、用户空间的线程、内核空间的线程、单线程与多线程的优缺点

3. 进程间可以通过哪些方式来通信，什么是进程间的竞争条件、临界区

4. 调度过程涉及到的算法，比如先来先服务、短作业优先算法、最短剩余时间优先以及比较公平的时间片轮转调度

5. 常见的页面置换算法有哪些，比如最优页面置换算法、最近未使用页面置换算法以及最近最少使用页面置换算法等等

6. 文件系统的了解，比如有关文件的构造、命名、访问、使用、保护、实现和管理是怎么设计的

7. IO设备的了解，比如如何读写IO设备的内容，常见的有内存映射IO、直接存储器存取

8. 了解什么是死锁，造成死锁的条件以及解决死锁的经典方法，如何预防死锁等等

如果觉的书本知识难以阅读的话，这里也推荐个视频操作系统-清华大学(https://www.bilibili.com/video/BV1wq4y1M7qf)

这是由清华大学的老师讲的操作系统视频课，简单、通俗易懂，每段视频的时长也不长，大概就10来分钟。

TCP/IP

当具备了计算机组成、操作系统的基础知识后，接下来就可以看看网络相关的内容了，计算机网络中面试官最喜欢问的就是TCP/IP相关的知识了，关于这方面的知识，我推荐一本书 《图解》TCP/IP

这本书全文基本都是图文结合的，阅读起来非常轻松，不得不说这个日本作者很牛逼，可以把很复杂的网络协议解释的这么简单，关键图文的方式更加容易记忆。

我这里还推荐一本掘金小册 《深入理解 TCP 协议：从原理到实战》

这本小册，我记得当时花了2-3天就看完了，整个阅读体验非常丝滑，也是非常通俗易懂的书籍，如果想要应付面试，这本小册绝对是个不错的选择。总之通过以上两本书，你可以获得以下知识：

1. 网络的分层模型

2. TCP协议为什么是可靠的协议

3. 什么叫面向连接、基于字节流、全双工的协议

4. 数据包是如何被拆分的，MTU和MSS分别是什么，位于哪一层

5. 为什么TCP、IP的握手需要三次，挥手要四次，挥手三次行不行

6. 三次握手太慢，有没有更快的方式

7. TIME_WAIT是什么状态？TIME_WAIT是哪一方的状态，为什么TIME_WAIT那一方需要持续2个MSL的时间

8. 不知道你有没有遇到过"Connection Reset" 或者"Connection refused" ，它们代表什么意思

9. 发送方没收到接收方的ACK怎么办，发送方重传的机制是怎么样的，多久重传才合适

10. 如果接收方没有能力接受大量的数据怎么办，这就引入了滑动窗口的概念，滑动窗口是如何控制数据窗口大小的

11. 一开始发送方并不知道接收方能接收多少数据，那如何发送数据呢，每次发一点太慢，每次发很多对方又接收不了

总之，如果你的工作不是搞网络的，又不想花费大量时间来阅读TCP相关的知识，那么上面两本书个人觉得足够了。

数据结构与算法

这方面我看的书比较少，所以不打算推荐书籍，数据结构与算法可能大家更加注重的算法，BAT等大厂的面试离不开算法，以前听到小道消息，据说字节跳动的面试官一般算法题都会从leetcode上挑选原题，并且也不会太难，所以这方面的知识，我还是直接建议大家动手练写，直接去leetcode上刷题，比如每日2道，一个月下来就是60道

如图所示，具体的算法分类大概这么多，大家刷题的时候，注意不要把精力全部都放在一种类型上，尽量广一点，当然有很多冷门的类型，个人觉得也不必花费太多时间，像热门的算法如数组、字符串、动态规划、图、链表等可以多花点心思。

这里再推荐一个学习数据结构的有趣网站 visualgo（https://visualgo.net/zh）

这个网站通过动图的方式帮助你了解各种数据结构是怎么样的形式。

比如对于这个二叉搜索树来说，每次走到哪个节点，对应的代码还给你展示出来，确实很生动。

mysql

MySQL应该是每个后端工程师必备的技能，当然这里说的不是简单的CURD，而是稍微高级点的，比如索引知识、架构模式、高可用等等，由于现在MySQL基本都是使用InnoDB存储引擎，因此我推荐 《MySQL技术内幕 InnoDB存储引擎》

通过这本书，你可以了解到以下知识：

1. MySQL几种存储引擎的介绍与比较

2. InnoDB的架构模式

3. 插入缓冲、两次写、自适应哈希、异步IO、刷新邻接页分别是为了解决什么问题

4. 日志类型，比如错误日志、慢查询日志、二进制日志等

5. 索引相关知识，为什么用b+树索引，聚集索引和辅助索引的区别，b+树索引的分裂与管理，什么情况下用联合索引，覆盖索引为什么好

6. 锁相关的知识，InndoDB会涉及哪些锁，行锁有哪些算法，死锁怎么避免

7. 什么是脏读、幻读，如何解决

8. 事务相关的知识，这个是重中之重了，比如redo log、undo log是干什么的，事务的隔离级别有哪些，它们有什么区别？XA事务是在什么地方体现的，长事务会有什么问题

自古MySQL就是后端同学面试中的必考技能，并且随着互联网卷的程度越来越高了，MySQL问的姿势也多了，因此这方面是需要多花时间学习的。

当然如果条件允许的话，也推荐看林晓斌老师的《MySQL45讲》，但是这门课不适合新手小白，适合有一定MySQL基础的从业人员，看完绝对收获满满。

Redis

说了数据库，就得说缓存了，说到缓存，那就是当下最流行的NoSQL数据库Redis，Redis面试的重要程度不亚于MySQL，我这里和大家推荐 《redis的设计与实现》

通过这本书，你可以获得以下知识：

1. 基本的底层数据结构以及优缺点，比如SDS、整数集合、跳跃表、压缩列表

2. 哈希表是如何解决冲突的

3. 持久化相关的，AOF和RDB的区别，它们的优缺点是什么，AOF和RDB的过程会阻塞主进程吗

4. redis的过期键是如何删除的

5. redis的事件模型，文件事件和时间事件分别是什么

6. serverCron函数是干嘛的

7. 主从复制模式下，旧版和新版的复制模式有什么区别

8. 哨兵、分片

9. lua脚本解决原子性的问题

这本书侧重原理与实现，阅读起来也是通俗易懂，适合新手小白和需要进阶的工程师。

最后

本文推荐的书籍和视频都是作者本人阅读过的，并非盲目推荐，也不是广告，如果你有推荐的书籍和视频也可以留言区告诉我，我也会持续更新硬核干货内容，欢迎关注我，让我们一起进步与成长。