仿佛看到了自己當年的模樣，所以覺得有必要單獨寫一篇文章，單純以一個計算機應屆畢業(yè)生的身份聊聊，我認為大學四年，計算機科班學生應該學些什么，哪些才是重點。
  同樣大學四年，為什么有些同學畢業(yè)就能成為大廠Offer收割機，各種SP、SSP拿到手軟，有的同學明明在學校寫了好多網站，項目經歷滿滿，經歷春秋招，卻找到一份都很難。
  不能說后者沒認真學習，或許是用力的方向不對。
  話不多說，直接進正題吧。
  正文
  人類的知識邊界一直在不斷的擴張，俗話說學無止境，這放在計算機領域也同樣適用，計算機本身是一個人造科學，不屬于自然科學。
  每年，甚至每個月都不斷有新的編程框架推出，學到頭禿你也學不完，也沒有必要去挨個學。
  并且你會發(fā)現(xiàn)，很多一二線大廠內部用的東西基本都是自己搞一套的，比如服務發(fā)現(xiàn)、RPC、KV、DB、消息隊列、日志、監(jiān)控等等。
  所以一般這些大廠招聘的時候基本不會因沒學過某種框架而掛你，反正很多東西都是要進來重新學的。
  他們會更加關注你的基礎知識、解決問題的經驗以及聰明度這種更加通用的能力上。
  反而是一些小企業(yè)，可能會要求你必須會Spring、Vue、Redis...這些框架或者組件。
  騰訊阿里看中的是扎實的編程基本功和快速學習能力，這意味著有培養(yǎng)潛力。
  而外包企業(yè)就要求你會xx數(shù)據(jù)庫、Spring之類。不去評價哪個好，但是如果你想去BAT，那是不是至少對照著它們的JD來提高自己的能力，不失為一種捷徑。
  在這里，我粗淺的把計算機編程領域的知識分為三個部分：
  基礎知識
  特定領域知識
  框架和開發(fā)技能
  基礎知識是指不管從事任何方向的軟件工程師都應該掌握的，比如數(shù)據(jù)結構、算法、操作系統(tǒng)。
  特定領域知識就是你從事某個細分方向時需要掌握的知識，比如做游戲引擎的需要掌握圖形學；做前端的需要掌握瀏覽器渲染原理、前端三大件；算法工程師需要更多的數(shù)學知識。
  畢竟計算機各種門類挺多的，需要選個細分方向專研下去，什么都學只會什么都不精（大佬除外啦。
  一、基礎知識
  現(xiàn)在大環(huán)境比較浮躁，很少有人愿意花心思在基礎上，喜歡直接學Python搞機器學習、寫秒殺、做商城。
  找的時候都是想看面經、總結速成。
  但是作為優(yōu)秀的計算機系學生的你怎么能流于各種編程框架（造框架除外），糾結學SpringBoot還是SSH呢？
  把時間花在算法、基礎學科上他不香嗎？功利一點講，回報反而會更大。
  況且在計算機領域，很多基礎的理論并不十分高深，我們努努力就可以掌握其中的核心知識。
  1.1數(shù)學
  首先說明，這里把數(shù)學列出來不是為了顯得高端，而是自己吃過數(shù)學的虧。
  如果你是自學轉行當程序員，我當然不會推薦數(shù)學，因為轉行的大概率是去學Java、前端這類，對數(shù)學基本沒啥要求。
  但是這篇文章主要面向的是還在大學的科班學生，這部分同學以后也許會去做算法（CV、NLP之類）、游戲引擎、信息安全編碼等
  這些方向對數(shù)學要求就會偏高，在計算機領域，線代、概率論、統(tǒng)計學這些數(shù)學分支相對比較重要，計算機本質上還是離散的。
  比如在機器學習或數(shù)據(jù)挖掘中常常用線性代數(shù)來降低數(shù)據(jù)維度，很多問題最終都能化為求解線性方程組。
  所以為了避免以后想走這些方向卻被數(shù)學卡住，在大一、大二上數(shù)學課的時候就好好的學一下。
  書到用時方恨少，不要現(xiàn)在以為沒用處就不好好學，等你需要的時候，就知道后悔了。（默默流下了不學無術的眼淚┭┮﹏┭┮
  什么？你說以后肯定做開發(fā)方向？
  那的確可以把數(shù)學優(yōu)先級放后面一點，用得確實不多，不過上數(shù)學課的時候總該認真聽下吧，拿個高績點也是百利無一害嘛。說不準哪天你又想加入算法內卷大軍呢？
  1.2 C語言
  你也許會很疑惑，這里明明說基礎知識，為什么要把一門編程語言單獨列出來呢？
  因為在我看來，沒有比C語言更適合用來理解計算機系統(tǒng)了。
  我們后面將會提到的操作系統(tǒng)、體系結構這些東西非常適合用C語言去理解或者去實踐。
  并且C語言本身的語言特性非常少，但是想學好又是不容易，很多人都覺得C語言難，難在哪里呢？回想了一下我大一時的感受：
  簡陋的標準庫，幾乎沒有可用的數(shù)據(jù)結構和算法，什么都得自己來
  指針很難理解和使用
  需要了解匯編、鏈接、裝載、內存等才能把C語言用好
  不巧的是，這些東西正是計算機系統(tǒng)知識的一部分，所以用C語言作為學習計算機系統(tǒng)知識是最有效率的方式。
  真的很難想象用Java或是Python去給別人講解內存，因為這些語言抽象程度都比C語言高，意味著離計算機系統(tǒng)也就越遠。
  在TIOBE編程語言排行榜上，C語言幾乎永遠占據(jù)前三位，其地位自然毋庸置疑。
  而且?guī)缀跄汩_發(fā)中用到的很多東西都是用C語言編寫的，Linux、Nginx、Redis、MySQL、Git......或許你會想要探究下原理，閱讀點這些開源軟件的源碼，那么C語言也是你必備的瑞士軍刀。
  深入學習C語言，能夠了解計算機底層的執(zhí)行原理，是理解程序運行機制的絕佳語言，無出其右。
  在這里，不得不引用對C語言最經典的總結：
  任何比C語言更低級的語言，都不足以完整地抽象一個計算機系統(tǒng)；任何比C高級的語言，都可以用C來實現(xiàn)。
  這真是極高而中肯的評價！
  所以對于計算機科班來說，不管你是做前端還是后端，算法還是開發(fā)，C語言都建議你好好學習。這是無關方向的一門語言，就是基礎！
  1.3操作系統(tǒng)
  我們編程的IDE、寫出來的程序全部都需要運行在操作系統(tǒng)上，說操作系統(tǒng)是計算機軟件的基石也不為過。
  程序運行起來就需要創(chuàng)建進程，這涉及到操作系統(tǒng)的進程管理；寫程序需要定義變量、存儲數(shù)據(jù)吧，這又涉及到內存，對應內存管理；有時候我們還需要讀寫文件，這又離不開和文件系統(tǒng)打交道；你需要學習使用鎖、條件變量、臨界區(qū)來*程序并發(fā)執(zhí)行時不會錯亂。
  而讀寫文件、分配內存這些又離不開系統(tǒng)調用（System call）。
  并且當你真正做起工程就會發(fā)現(xiàn)，很多問題是和操作系統(tǒng)緊密相關的，不理解操作系統(tǒng)，你連問題的原因都分析不出來。
  比如前段時間我們出現(xiàn)的在基于協(xié)程(libco)的框架下，使用多線程的鎖去做同步互斥偶發(fā)死鎖，后來分析才發(fā)現(xiàn)原因：
  由于協(xié)程是應用層實現(xiàn)的，一個線程內多個協(xié)程對于操作系統(tǒng)是感知不到的:
  那么當一個協(xié)稱A上鎖后發(fā)起網絡IO請求，這個時候會被切換到另外一個協(xié)程B，而協(xié)程B又去請求這個鎖。
  那么這個時候操作系統(tǒng)會認為這個鎖已經被上了，因此會將協(xié)程B對應的線程掛起到等待隊列，這樣的話就導致協(xié)程A永遠無法運行，也就無法釋放鎖，導致死鎖。
  解決的方法也很簡單，就是將鎖設置為可重入鎖，可重入意味著同一個線程多次去請求同一個鎖不會導致掛起。這樣當協(xié)程B再去請求鎖的時候，操作系統(tǒng)就會認為協(xié)程B所在的線程已經持有這個鎖了，直接返回，繼續(xù)執(zhí)行。
  總之，我們寫程序每時每刻都在和操作系統(tǒng)交互，沒有理由不學好。
  1.4編譯原理
  編譯原理可能是我們平時接觸得最少的了，大家也許會覺得自己又不用去造新的編程語言，學編譯原理干啥。
  學好編譯原理有啥用？
  你會站在更高的角度去審視這些編程語言，看到的不再是表面的語法，更會想到語法背后的實現(xiàn)。
  這種感覺很透徹，就像搞懂了操作系統(tǒng)、體系結構你會明白一個程序從雙擊鼠標開始，到底是如何被運行起來的，這種掌握一切細節(jié)，透徹的感覺，真的很奇妙，不信你去試試。
  說人話！
  那學了編譯原理你能干啥？
  當你學完有限狀態(tài)機以后，你會發(fā)現(xiàn)以前覺得很牛逼正則表達式似乎自己也能用DFA、NFA實現(xiàn)一下了。狀態(tài)機的思想在編程中很多地方都用得上。
  比如解析HTTP協(xié)議，如果沒學過狀態(tài)機思想，你可能會一行行的if/else去做解析，這里最麻煩的地方在于，if/else需要提前將HTTP頭部字段都接收到再來判斷，而我們知道HTTP基于TCP，而TCP是流式傳輸，所以你很有可能是幾個字符一組組接收到的，這個時候用if/else寫出來就很難看了。
  而用狀態(tài)機編寫起來代碼就會非常優(yōu)雅。狀態(tài)的轉移是由規(guī)則驅動的，接收到一個字符就判斷一個，非常的方便。
  繼續(xù)學完語法分析，你會掌握遞歸下降分析這樣非常重要的思想，你可以使用遞歸下降快速的實現(xiàn)四則運算計算器。
  如果不用遞歸下降你可能需要先中綴表達式轉后綴，然后求值，這是我們大一數(shù)據(jù)結構課寫的，當時用棧寫的，有點麻煩。后來學完編譯原理，又用遞歸下降重寫了一遍，區(qū)區(qū)幾十行代碼遍搞定。
  還有一類場景在實際開發(fā)中的用的很多，比如淘寶、京東這樣的電商，它們的營銷規(guī)則有很多，比如滿減、直減、跨店等等，這樣的規(guī)則是不可能寫死在代碼里的。
  那是怎么做的呢？
  一般會實現(xiàn)一個配置系統(tǒng)，并設計一個DSL（領域特定語言）來表達這些規(guī)則，將規(guī)則直接配置到系統(tǒng)中，這樣可以非常方便的修改，那么如何在代碼里去解析DSL定義的規(guī)則呢？這就需要為DSL寫一個語法解析器，這里就會用到語法分析的方法。
  DSL（Domain Specific Language），是一種用于某個特定領域的程序設計語言。這種特定于某個領域是相對于C、C++、Python這種通用語言而言的，通用語言可以在各個領域使用，我們熟悉的大多數(shù)程序設計語言都是通用語言，它們都是圖靈完備的。
  像我們平常經常使用的JSON、SQL、HTML這些都算是一種DSL，你甚至可以嘗試用遞歸下降去寫一個JSON、XML解析器，這比寫電商網站更有價值的。
  繼續(xù)往下學你會了解到抽象語法樹AST如何生成、如何轉化為中間代碼、如何對中間代碼優(yōu)化、最終又是怎么生成機器指令的。
  你會看到貪心算法在寄存器分配中的應用，也會看到圖論中的可達性分析又是如何實現(xiàn)死代碼消除。
  IDE上面那個綠色的編譯按鈕對你不再是黑魔法。
  為啥點一下就能生成可執(zhí)行的程序？
  你寫的英文字母又是如何變成一個個二進制指令的？
  學完編譯原理，這些通通不是問題，媽媽再也不用擔心你的學習~
  當然完成一個像GCC、Clang這樣的編譯器難度太高太高，我們學習編譯原理的目的也不是去造這樣的輪子，而是為了更好的理解和運用編程語言。
  1.5體系結構&組成原理
  上面說的都是軟件層面，體系結構則是關于計算機是如何的，你會了解到典型的存儲程序計算機是怎樣運轉的。
  記得南大有個老師說過“我們不是學習使用計算機的，而是學習如何造計算機”，雖然造計算機有點夸張，但是至少我們得了解下計算機的實現(xiàn)原理，了解下代碼是怎么被CPU執(zhí)行的吧？不然其實你會很困惑，明明一堆英文字母，怎么在CPU這種電路上跑起來的，我大一學C語言就百思不得其解，直到后來學了組成原理和數(shù)字邏輯。
  我們說計算機中一切都是0、1，0、1又是通過高低電平來表達的，通過與、或、非等邏輯門電路來表達二進制的數(shù)值運算，再將這些簡單的電路集成在一起，就形成了ALU等具有運算能力的處理器。
  你會看到一條指令是如何被CPU執(zhí)行的，CPU從內存或Cache中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。譯碼就是按照指令的編碼規(guī)則，將指令拆分成一系列的微操作和操作數(shù)。然后發(fā)出各種設備控制指令，執(zhí)行微操作。這樣就完成一條指令的執(zhí)行。
  我們說學完編譯原理，能夠明白寫的英文代碼是如何被變成二進制指令的，學完操作系統(tǒng)能搞懂二進制程序是如何被鏈接在一起，又是如何被操作系統(tǒng)加載、執(zhí)行的。而組成原理則會告訴你二進制指令是如何控制CPU跑起來的，我們的操作系統(tǒng)本質上也是一個二進制的程序。
  當你理解了計算機存儲層次結構，理解了多級Cache，你就會通過優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問方式來編寫出速度更快的程序。
  你會學到底層體系結構對C這些語言的棧幀和參數(shù)傳遞的支持，參數(shù)是如何被傳遞給另外一個函數(shù)的？函數(shù)的返回值又是如何拿到。
  這是學習組成原理對于寫代碼的意義。
  學這些到底有什么意義？
  你會完整的看到寫的代碼如何變成二進制指令，又是如何去控制各種門電路，最后變成屏幕上花花綠綠的程序的（當然這里可能還需要學習顯示器的原理），這就是我們常說的“基礎”和“原理”。
  并且計算機體系結構中的很多思想，是能夠廣泛運用于現(xiàn)代軟件開發(fā)的，比如CPU的多級Cache思想，就是我們現(xiàn)在服務器開發(fā)中提高并發(fā)度常用的緩存技術，包括緩存的替換策略等等。
  當計算機對你不再是黑盒，你了解寫下的代碼到執(zhí)行的每一步，而這也將成為你以后的核心競爭力，作為科班畢業(yè)生不應該只會使用Java、Redis、Mysql、Spring來寫各種網站。
  如果讀者里有半路轉行或者從培訓班出來的，也希望你們能夠抽出空余時間去補補這些基礎課，這會讓你在編程這條路上走的更遠和更穩(wěn)。
  1.6數(shù)據(jù)結構與算法
  為什么把算法放到最后來講，是不重要嗎？相反，它太重要了，所以才讓它來壓軸。
  如果要問我大學什么最后悔？那肯定是沒有從大一就開始好好學算法，去打ACM。
  現(xiàn)在還在大一、大二的同學還不抓緊機會，別等到以后來后悔。當然，不打ACM，我們也是能夠學好數(shù)據(jù)結構和算法的。
  數(shù)據(jù)結構和算法你能在任何計算機領域里看到，比如在編譯原理中寄存器的分配會用到貪心，死代碼檢測與消除會用到圖論里不可達的知識；操作系統(tǒng)進程、線程調度會用到多級隊列和調度算法；組成原理中Cache的替換會用到LRU、FIFO等算法；開發(fā)必備的數(shù)據(jù)庫也離不開B+樹、LSM等數(shù)據(jù)結構和查找算法。
  很多時候我們需要的算法都被封裝到編程語言的基礎庫里了，以至于很多同覺得算法離我們太遠，其實不是的。
  如果不學習算法，連什么時候用Map（紅黑樹實現(xiàn)）、什么時候用HashMap都分不清。
  所以學習算法有助于我們根據(jù)應用場景選擇最合適的數(shù)據(jù)結構。
  日常開發(fā)中也一定離不開算法，比如小北最近中涉及的某種嵌套TLV（Tag-Length-Value）結構編碼的解析，就需要用到遞歸、多叉樹等知識。如果不學習算法，那么程序中只能見到大量的if/else、while/for。。。
  可以說不會算法的工程師一定不是一個優(yōu)秀的工程師。
  1.7為什么我不說計網、數(shù)據(jù)庫等
  很多人喜歡把計算機網絡、數(shù)據(jù)庫原理這些也歸為計算機基礎來，我當然也認同，因為一個知識結構完整的計算機科班學生，應該了解這些知識。
  但是我個人是覺得計算機網絡、數(shù)據(jù)庫無非就是建立在操作系統(tǒng)、編譯原理、組成原理之上的應用層軟件。
  什么是數(shù)據(jù)庫？沒有數(shù)據(jù)庫之前你會用文件去存儲數(shù)據(jù)，但是不方便查找、修改等，數(shù)據(jù)庫只是提高了這個過程的效率。
  網絡干什么的？網絡就是讓不在同一臺電腦上的程序互相通信，本質上就是進程間通信的手段。
  如果你只是開發(fā)單機工業(yè)軟件，甚至真的可以不學網絡，只是由于現(xiàn)在大多數(shù)程序員都是在互聯(lián)網企業(yè)，所以不管前后端，都離不開和HTTP等網絡協(xié)議打交道。
  再次重申：不是計網、數(shù)據(jù)庫不重要，只是我認為它們屬于構建在操作系統(tǒng)之上的軟件，不劃在基礎之列。
  二、領域知識
  這個我不敢說太多，因為各個領域我也不太懂。只簡單提一點，拋磚引玉罷了。
  如果你想去騰訊、網易做游戲引擎開發(fā)，那么圖形學一定是你繞不開的知識，此外你還得學習渲染管線、著色器、物理、光照等等。
  如果你想去PingCap這樣的企業(yè)做分布式存儲，那么分布式理論知識一定是你繞不開的關口，包括CAP定理、Paxos算法、Raft算法、ZAB協(xié)議等等。
  如果你想寫一個數(shù)據(jù)庫，那么你需要去了解磁盤、索引實現(xiàn)、SQL解析（編譯原理）、事務、如何用MVCC解決讀寫沖突等等一大堆的東西，還得了解一大堆編程語言層面的東西，比如鎖、信號量、并發(fā)編程技巧，不得不說造數(shù)據(jù)庫是一個臟活也是一個累活。
  更進一步你想去做分布式數(shù)據(jù)庫，那可能還得去學習數(shù)據(jù)分片的知識，查詢任務如何做，是集中做，還是將邏輯下推給各個節(jié)點，如何實現(xiàn)分布式事務等等。
  你說你只想去大廠CRUD？沒毛病，老鐵！
  那你得熟悉一門編譯型語言（C/C++、Java、Go），理解語言部分底層原理，比如C++你得看看STL、看看對象模型吧，你不懂什么虛函數(shù)表、智能指針還想去騰訊寫C++?Java的你得背背JVM，什么垃圾回收算法吧，你不看看ConcurrentHashMap好意思說你是做Java的？
  咱CRUD的對象是數(shù)據(jù)庫吧？那不得學學怎么才能把數(shù)據(jù)庫用好。用戶通過HTTP訪問我們得服務，總得了解HTTP吧？順帶著不看下TCP三次握手、四次揮手你好意思說是學計算機的？
  用戶把錢、信息放咱們這，總得*用戶數(shù)據(jù)安全吧？那XSS、SQL注入、CSRF這些常見的Web攻擊手段你總得了解吧？HTTPS、RSA、簽名、數(shù)字證書這些安全手段總得知道吧。
  雙十*量太大，老板還讓你必須頂住，那你總得了解下緩存、異步、消息隊列、NoSQL這些千萬QPS必備的大殺器吧？
  看看！要想做好CRUD也不是那么容易滴。
  （上面這段只是換一種方式把做后端的同學要學的知識寫出來，不是吐槽更不是調侃，純屬娛樂。
  技能
  這就很多了，包括VSCode、Jetbrains全家桶這些IDE，文檔編寫Markdown、Git等版本管理工具。SSH遠程登錄、端口轉發(fā)，Ngrok內網穿透等等這些提高你開發(fā)效率的工具，都算是技能，這個沒啥好說的，平時用到多學習多積累就好了。
  我只提一點，盡早使用Linux、類Unix（Mac）作為主力開發(fā)電腦。我大二的時候，就是看了王ying的那篇《完全用Linux》，直接買了個SSD套上U盤外殼，做了一個啟動盤，后來用了將近一年的Ubuntu，只有在選課、提交作業(yè)等需要用的IE瀏覽器的時候才會打開Windows（這里不得不吐槽學校老古董網站?。?br />   當然了，我也不是狂熱的Linux愛好者，只是單純覺得做開發(fā)的話，離不開各種環(huán)境安裝、命令行的使用，這點上面類Unix系統(tǒng)帶有天然的優(yōu)勢，誰用誰知道！
  總結
  寫完才發(fā)現(xiàn)，這篇文章連篇幅都是「基礎:領域知識:技能」接近7:2:1。
  這也是我推薦你在大學期間分配學習時間的比例，至少學習基礎知識的時間不少于50%，當然，這些東西你都學完了那可以去找找感興趣的方向專研一下。
  千萬不要大一、大二一上來就扎進Java Web、Python爬蟲這種東西，這些可以學，但不是重點。
  那么如何檢驗學得如何呢？
  想必你一定聽說這個計網面試題：“從URL輸入到頁面展現(xiàn)到底發(fā)生什么？“
  這個問題換個表達就是「一個數(shù)據(jù)包是如何發(fā)送到另外一臺電腦的」。
  如果你能完整的說出整個過程，那么計網你一定是學懂了！這就是為啥面試這么喜歡問這個問題的原因。
  那么我們依葫蘆畫瓢提一個問題
  “從代碼被寫下到程序運行起來到底發(fā)生了什么？”
  這個問題回答得越詳細越好，基本上能說清楚了，你就理解了編譯原理、操作系統(tǒng)、組成原理這三座大三。
  這個問題也放在這，后續(xù)發(fā)文總結，請持續(xù)關注編程指北哦。
  唉，當年要是有這么個貼心學長告訴我這些，也不至于在Andorid開發(fā)、Java Web、Python爬蟲這些玩大半年啊。。。
  不過還好后來自己意識到了基礎的重要性，開始學匯編、重學C、搞mini os、看Linux內核實現(xiàn)原理，最后成功的把頭發(fā)掉了一把。。。
  最后想送給你一句我挺喜歡的話：
  萬丈高樓平地起，勿在浮沙筑高臺。