程序猿技术练级攻略

伯乐人才网6月9日发表了《写给即将入行的程序猿的一封信》，翻译自《An open letter to those who want to start programming》。我的朋友（他在本站的id是Mailper）告诉我，他希望在酷壳上看到一篇更具操作性的文章。

由于他也是喜欢编程和技术的家伙。于是，我让他把他的一些学习Python和Web编程的一些点滴总结一下。于是他给我发来了一些他的心得和经历，我在把他的心得做了不多的增改，并依据我的经历添加了“进阶”一节。

这是一篇由新手和我这个老家伙依据我们的经历完毕的文章。

　　我的这个朋友把这篇文章取名叫Build Your Programming Technical Skills，我实在不知道用中文怎么翻译，但我在写的过程中，我认为这非常像一个打网游做任务升级的一个过程，所以取名叫“技术练级攻略”。题目有点大，呵呵，这个标题纯粹是为了好玩。

这里不过在分享Mailper和我个人的学习经历。

（注：省去了我作为一个刚開始学习的人以前学习过的一些技术(今天明显过时了)。如：Delphi/Power builder。也省去了我学过的一些我认为没意思的技术Lotus Notes/ActiveX/COM/ADO/ATL/.NET ……）

　　前言

　　你是否认为自己从学校毕业的时候仅仅做过小玩具一样的程序？走入职场后哪怕没有什么经验也能够把下面这些课外练习走一遍（朋友的抱怨：学校课程总是从理论出发，作业项目都看不出有什么实际作用，不如从工作中的需求出发）

　　建议：

• 不要乱买书，不要乱追新技术新名词，基础的东西经过非常长时间积累并且还会在未来至少10年通用。
• 回想一下历史。看看历史上时间线上技术的发展，你才干明确明天会是什么样。

• 一定要动手，样例无论多么简单，建议至少自己手敲一遍看看是否理解了里头的细枝末节。
• 一定要学会思考。思考为什么要这样。而不是那样。

  还要举一反三地思考。

　　注：你或许会非常奇怪为什么以下的东西非常偏Unix/Linux，这是由于我认为Windows下的编程可能会在未来非常没有前途，原因例如以下：

• 如今的用户界面差点儿被两个东西主宰了。1）Web，2）移动设备iOS或Android。Windows的图形界面不吃香了。
• 越来越多的企业在用成本低性能高的Linux和各种开源技术来构架其系统。Windows的成本太高了。
• 微软的东西变得太快了，非常不持久，他们全然是在玩弄程序猿。

  详情參见《Windows编程革命史》

　　所以。我个人觉得以后的趋势是前端是Web+移动，后端是Linux+开源。开发这边基本上没Windows什么事。

　　启蒙入门

　　1、学习一门脚本语言。比如Python/Ruby

　　能够让你摆脱对底层语言的恐惧感。脚本语言能够让你非常快开发出能用得上的小程序。

实践项目:

• 处理文本文件，或者csv(关键词 python csv， python open, python sys)读一个本地文件，逐行处理（比如word count。或者处理log）
• 遍历本地文件系统(sys, os, path)，比如写一个程序统计一个文件夹下全部文件大小并按各种条件排序并保存结果
• 跟数据库打交道(python sqlite)。写一个小脚本统计数据库里条目数量
• 学会用各种print之类简单粗暴的方式进行调试
• 学会用Google (phrase, domain, use reader to follow tech blogs)

　　为什么要学脚本语言，由于他们实在是太方便了，非常多时候我们须要写点小工具或是脚本来帮我们解决这个问题。你就会发现正规的编程语言太难用了。

　　2、用熟一种程序猿的编辑器(不是IDE)和一些基本工具

• Vim / Emacs / Notepad++，学会怎样配置代码补全，外观。外部命令等。
• Source Insight (或 ctag)

　　使用这些东西不是为了Cool。而是这些编辑器在查看、改动代码/配置文章/日志会更快更有效率。

　　3、熟悉Unix/Linux Shell和常见的命令行

• 假设你用windows，至少学会用虚拟机里的linux，vmware player是免费的，装个Ubuntu吧
• 一定要少用少用图形界面。
• 学会使用man来查看帮助
• 文件系统结构和基本操作 ls/chmod/chown/rm/find/ln/cat/mount/mkdir/tar/gzip …
• 学会使用一些文本操作命令 sed/awk/grep/tail/less/more …
• 学会使用一些管理命令 ps/top/lsof/netstat/kill/tcpdump/iptables/dd…
• 了解/etc文件夹下的各种配置文章。学会查看/var/log下的系统日志，以及/proc下的系统执行信息
• 了解正則表達式。使用正則表達式来查找文件。

　　对于程序猿来说Unix/Linux比Windows简单多了。（參看我四年前CSDN的博文《事实上Unix非常easy》）学会使用Unix/Linux你会发现图形界面在某些时候实在是太难用了。相当地相当地减少工作效率。

　　4、学习Web基础（HTML/CSS/JS)+server端技术(LAMP)

　　未来必定是Web的世界，学习Web基础的最佳站点是W3School。

• 学习HTML基本的语法
• 学习CSS怎样选中HTML元素并应用一些基本样式（关键词：box model）
• 学会用 Firefox + Firebug 或 Chrome 查看你认为非常炫的网页结构，并动态改动。
• 学习使用Javascript操纵HTML元件。

  理解DOM和动态网页（http://oreilly.com/catalog/9780596527402)网上有免费的章节。足够用了。或參看 DOM 。

• 学会用 Firefox + Firebug 或 Chrome 调试 Javascript 代码（设置断点，查看变量。性能。控制台等）
• 在一台机器上配置Apache或Nginx
• 学习PHP，让后台PHP和前台HTML进行数据交互，对server对应浏览器请求形成初步认识。

  实现一个表单提交和反显的功能。

• 把PHP连接本地或者远程数据库 MySQL（MySQL 和 SQL现学现用够了）
• 跟完一个名校的网络编程课程（比如：http://www.stanford.edu/~ouster/cgi-bin/cs142-fall10/index.php )不要认为须要多于一学期时间，大学生是全职一学期选3-5门课，你业余时间一定能够跟上
• 学习一个Javascript库（比如jQuery或ExtJS）+ Ajax(异步读入一个server端图片或者数据库内容）+ JSON数据格式。

• HTTP: The Definite Guide 读完前4章你就明确你每天上网用浏览器的时候发生的事情了(proxy, gateway, browsers)
• 做个小站点（比如：一个小的留言板，支持用户登录，Cookie/Session。增、删、改、查，上传图片附件，分页显示）
• 买个域名。租个空间，做个自己的站点。

　　进阶加深

　　1、 C语言和操作系统调用

• 又一次学C语言。理解指针和内存模型，用C语言实现一下各种经典的算法和数据结构。推荐《计算机程序设计艺术》、《算法导论》和《编程珠玑》。

• 学习（麻省理工免费课程）计算机科学和编程导论
• 学习（麻省理工免费课程）C语言内存管理
• 学习Unix/Linux系统调用（Unix高级环境编程），了解系统层面的东西。
  • 用这些系统知识操作一下文件系统，用户（实现一个能够复制文件夹树的小程序）
  • 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相互排斥的程序。多进程多进程购票的程序。

  • 用signal/kill/raise/alarm/pause/sigprocmask实现一个多进程间的信号量通信的程序。
  • 学会使用gcc和gdb来编程和调试程序（參看我的《用gdb调试程序》）
  • 学会使用makefile来编译程序。

    （參看我的《跟我一起写makefile》）

  • IPC和Socket的东西能够放到高级中来实践。

• 学习Windows SDK编程（Windows 程序设计 。）
  • 写一个窗体。了解WinMain/WinProcedure，以及Windows的消息机制。
  • 写一些程序来操作Windows SDK中的资源文件或是各种图形控件，以及作图的编程。
  • 学习怎样使用MSDN查看相关的SDK函数，各种WM_消息以及一些例程。
  • 这本书中有非常多例程，在实践中请不要照抄，试着自己写一个自己的例程。

  • 不用太多于精通这些东西。由于GUI正在被Web代替，主要是了解一下Windows 图形界面的编程。

　　2、学习Java

• Java 的学习主要是看经典的Core Java 《Java 核心技术编程》和《Java编程思想》（有两卷，我仅链了第一卷，足够了，由于Java的图形界面了解就能够了）
• 学习JDK，学会查阅Java API Doc http://download.oracle.com/javase/6/docs/api/
• 了解一下Java这样的虚拟机语言和C和Python语言在编译和运行上的区别。从C、Java、Python思考一下“跨平台”这样的技术。

• 学会使用IDE Eclipse，使用 Eclipse 编译，调试和开发Java程序。
• 建一个Tomcat的站点。尝试一下JSP/Servlet/JDBC/MySQL的Web开发。

  把前面所说的那个PHP的小项目试着用JSP和Servlet实现一下。

　　3、Web的安全与架构

• 学习HTML5，网上有非常多非常多教程，曾经酷壳也介绍过非常多，我在这里就不罗列了。
• 学习Web开发的安全问题（參考新浪微博被攻击的这个事，以及Ruby的这篇文章）
• 学习HTTP Server的rewrite机制，Nginx的反向代理机制，fast-cgi（如：PHP-FPM）
• 学习Web的静态页面缓存技术。
• 学习Web的异步工作流处理。数据Cache。数据分区。负载均衡，水平扩展的构架。

• 实践任务：
  • 使用HTML5的canvas 制作一些Web动画。

  • 尝试在前面开发过的那个Web应用中进行SQL注入。JS注入，以及XSS攻击。
  • 把前面开发过的那个Web应用改成构造在Nginx + PHP-FPM + 静态页面缓存的站点。

　　4、一些开发工具

• 学会使用SVN或Git来管理程序版本号。
• 学会使用JUnit来对Java进行单元測试。
• 学习C语言和Java语言的 coding standard 或 coding guideline。

  （我N年前写过一篇关C语言很easy的文章——《编程修养》，这种东西你能够上网查一下，一大堆）。

• 推荐阅读《代码大全》《重构》《代码整洁之道》

　　高级深入

　　1、C++ / Java 和面向对象

　　我个人以为学好C++。Java也就是举手之劳。

可是C++的学习曲线相当的陡。

只是，我认为C++是最须要学好的语言了。參看两篇趣文“C++学习信心图”和“21天学好C++”

• 学习（麻省理工免费课程）C++面向对象编程
• 读我的“怎样学好C++”中所推荐的那些书至少两遍以上（假设你对C++的理解可以深入到像我所写的《C++虚函数表解析》或是《C++对象内存存局（上）（下）》。或是《C/C++返回内部静态成员的陷阱》那就很不错了）
• 然后反思为什么C++要干成这样。Java则不是？你一定要学会对照C++和Java的不同。比方，Java中的初始化，垃圾回收，接口，异常。虚函数，等等。
• 实践任务：
  • 用C++实现一个BigInt，支持128位的整形的加减乘除的操作。
  • 用C++封装一个数据结构的容量，比方hash table。
  • 用C++封装并实现一个智能指针（一定要使用模板）。

• 《设计模式》必需一读，两遍以上。思考一下，这23个模式的应用场景。主要是两点：1）钟爱组合而不是继承，2）钟爱接口而不是实现。（也推荐《深入浅出设计模式》）
• 实践任务：
  • 使用工厂模式实现一个内存池。

  • 使用策略模式制做一个类其能够把文本文件进行左对齐。右对齐和中对齐。
  • 使用命令模式实现一个命令行计算器，并支持undo和redo。

  • 使用修饰模式实现一个酒店的房间价格订价策略——旺季，服务，VIP、旅行团、等影响价格的因素。
• 学习STL的使用方法和其设计概念 -容器，算法。迭代器，函数子。

  假设可能。请读一下其源代码。

• 实践任务：尝试使用面向对象、STL。设计模式、和WindowsSDK图形编程的各种技能
  • 做一个贪吃蛇或是俄罗斯方块的游戏。

    支持不同的级别和难度。

  • 做一个文件浏览器。能够浏览文件夹下的文件，并能够对不同的文件有不同的操作。文本文件能够打开编辑，运行文件则运行之，mp3或avi文件能够播放，图片文件能够展示图片。
• 学习C++的一些类库的设计，如： MFC（看看候捷老师的《深入浅出MFC》），Boost, ACE, CPPUnit，STL （STL可能会太难了，可是假设你能了解当中的设计模式和设计那就太好了，假设你能深入到我写的《STL string类的写时拷贝技术》那就非常不错了，ACE须要非常强在的系统知识，參见后面的“加强对系统的了解”）
• Java是真正的面向对象的语言，Java的设计模式多得不能再多。也是用来学习面向对象的设计模式的最佳语言了（參看Java中的设计模式）。
• 推荐阅读《Effective Java》 and 《Java解惑》
• 学习Java的框架。Java的框架也是多，如Spring, Hibernate，Struts 等等，主要是学习Java的设计，如IoC等。
• Java的技术也是烂多，重点学习J2EE架构以及JMS。 RMI,等消息传递和远程调用的技术。

• 学习使用Java做Web Service （官方教程在这里）
• 实践任务： 尝试在Spring或Hibernate框架下构建一个有网络的Web Service的远程调用程序。并能够在两个Service中通过JMS传递消息。

　　C++和Java都不是能在短时间内能学好的。C++玩是的深，Java玩的是广，我建议两者选一个。我个人的学习经历是：

• 深究C++（我深究C/C++了十来年了）
• 学习Java的各种设计模式。

　　2、加强系统了解

　　重要阅读以下的几本书：

• 《Unix编程艺术》了解Unix系统领域中的设计和开发哲学、思想文化体系、原则与经验。

  你一定会有一种醍醐灌顶的感觉。

• 《Unix网络编程卷1，套接字》这是一本看完你就明确网络编程的书。重要注意TCP、UDP，以及多路复用的系统调用select/poll/epoll的区别。
• 《TCP/IP具体解释卷1:协议》-这是一本看完后你就能够当网络黑客的书。

  了解以太网的的运作原理。了解TCP/IP的协议。运作原理以及怎样TCP的调优。

• 实践任务：
  • 理解什么是堵塞（同步IO），非堵塞（异步IO），多路复用（select, poll, epoll）的IO技术。
  • 写一个网络聊天程序，有聊天server和多个聊天client（服务端用UDP对部分或全部的的聊天client进Multicast或Broadcast）。
  • 写一个简易的HTTPserver。
• 《Unix网络编程卷2，进程间通信》信号量。管道，共享内存，消息等各种IPC……这些技术好像有点老掉牙了。只是还是值得了解。

• 实践任务：
  • 主要实践各种IPC进程序通信的方法。
  • 尝试写一个管道程序，父子进程通过管道交换数据。
  • 尝试写一个共享内存的程序。两个进程通过共享内存交换一个C的结构体数组。
• 学习《Windows核心编程》一书。把CreateProcess，Windows线程、线程调度、线程同步（Event, 信号量，相互排斥量）、异步I/O，内存管理，DLL，这几大块搞精通。
• 实践任务：使用CreateProcess启动一个记事本或IE。并监控该程序的执行。把前面写过的那个简易的HTTP服务用线程池实现一下。写一个DLL的钩子程序监控指定窗体的关闭事件。或是记录某个窗体的按键。
• 有了多线程、多进程通信，TCP/IP。套接字，C++和设计模式的基本，你能够研究一下ACE了。使用ACE重写上述的聊天程序和HTTPserver（带线程池）
• 实践任务：通过以上的全部知识，尝试
  • 写一个服务端给client传大文件，要求把100M的带宽用到80%以上。（注意。磁盘I/O和网络I/O可能会非常有问题，想一想怎么解决，另外，请注意网络传输最大单元MTU）
  • 了解BT下载的工作原理。用多进程的方式模拟BT下载的原理。

　　3、系统架构

• 负载均衡。

  HASH式的，纯动态式的。（能够到Google学术里搜一些关于负载均衡的文章读读）

• 多层分布式系统–client服务结点层、计算结点层、数据cache层，数据层。J2EE是经典的多层结构。

• CDN系统 – 就近訪问，内容边缘化。

• P2P式系统，研究一下BT和电驴的算法。

  比方：DHT算法。

• server备份，双机备份系统（Live-Standby和Live-Live系统），两台机器怎样通过心跳监測对方？集群主结点备份。
• 虚拟化技术，使用这个技术，能够把操作系统当应用程序一下切换或又一次配置和部署。
• 学习Thrift，二进制的高性能的通讯中间件，支持数据(对象)序列化和多种类型的RPC服务。
• 学习Hadoop。Hadoop框架中最核心的设计就是：MapReduce和HDFS。MapReduce的思想是由Google的一篇论文所提及而被广为流传的。简单的一句话解释MapReduce就是“任务的分解与结果的汇总”。HDFS是Hadoop分布式文件系统（Hadoop Distributed File System）的缩写，为分布式计算存储提供了底层支持。
• 了解NoSQL数据库（有人说可能是一个过渡炒作的技术）。只是由于超大规模以及高并发的纯动态型站点日渐成为主流，而SNS类站点在数据存取过程中有着实时性等刚性需求，这使得眼下NoSQL数据库慢慢成了人们所关注的焦点。并大有成为代替关系型数据库而成为未来主流数据存储模式的趋势。

  当前NoSQL数据库非常多，大部分都是开源的，当中比較知名的有：MemcacheDB、Redis、Tokyo Cabinet(升级版为Kyoto Cabinet)、Flare、MongoDB、CouchDB、Cassandra、Voldemort等。

　　写了那么多。回想一下，认为自己相当的有成就感。

希望大家不要吓着，我自己这十来年也在不断地学习。今天我也在学习中，人生本来就是一个不断学习和练级的过程。只是，一定有漏的，也有不正确的。还希望大家补充和更正。（我会依据大家的反馈随时更新此文）欢迎大家通过我的微博（@左耳朵耗子）和twitter（@haoel）和我交流。