为了进入专业的编程领域,我们需要认真学习以下三方面的知识。
编程语言。你需要学习C、C++和Java这三个工业级的编程语言。为什么说它们是工业级的呢?主要是,C和C++语言规范都由ISO标准化过,而且都有工业界厂商组成的标准化委员会来制定工业标准。次要原因是,它们已经在业界应用于许多重要的生产环境中。
C语言不用多说,现今这个世界上几乎所有重要的软件都跟C有直接和间接的关系,操作系统、网络、硬件驱动等等。说得霸气一点儿,这个世界就是在C语言之上运行的。
而对于C++来说,现在主流的浏览器、数据库、Microsoft Office、主流的图形界面、著名的游戏引擎等都是用C++编写的。而且,很多公司都用C++开发核心架构,如Google、腾讯、百度、阿里云等。
而金融电商公司则广泛地使用Java语言,因为Java的好处太多了,代码稳定性超过C和C++,生产力远超C和C++。有JVM在,可以轻松地跨平台,做代码优化,做AOP和IoC这样的高级技术。以Spring为首的由庞大的社区开发的高质量的各种轮子让你只需关注业务,是能够快速搭建企业级应用的不二之选。
此外,我推荐学习Go语言。一方面,Go语言现在很受关注,它是取代C和C++的另一门有潜力的语言。C语言太原始了,C++太复杂了,Java太高级了,所以Go语言就在这个夹缝中出现了。这门语言已经10多年了,其已成为云计算领域事实上的标准语言,尤其是在Docker/Kubernetes等项目中。Go语言社区正在不断地从Java社区移植各种Java的轮子过来,Go社区现在也很不错。
如果你要写一些PaaS层的应用,Go语言会比C和C++更好,目前和Java有一拼。而且,Go语言在国内外一些知名公司中有了一定的应用和实践,所以,是可以学习的(参看:《Go语言、Docker 和新技术》一文)。此外,Go语言语法特别简单,你有了C和C++的基础,学习Go的学习成本基本为零。
理论学科。你需要学习像算法、数据结构、网络模型、计算机原理等计算机科学专业需要学习的知识。为什么要学好这些理论上的知识呢?
其一,这些理论知识可以说是计算机科学这门学科最精华的知识了。说得大一点,这些是人类智慧的精华。你只要想成为高手,这些东西是你必需要掌握和学习的。
其二,当你在解决一些很复杂或是很难的问题时,这些基础理论知识可以帮到你很多。我过去这20年从这些基础理论知识中受益匪浅。
其三,这些理论知识的思维方式可以让你有触类旁通,一通百通的感觉。虽然知识比较难啃,但啃过以后,你将获益终生。
另外,你千万不要觉得在你的日常工作或是生活当中根本用不上,学了也白学,这样的思维方式千万不要有,因为这是平庸的思维方式。如果你想等我用到了再学也不晚,那么你有必要看一下这篇文章《程序员的荒谬之言还是至理名言?》。
系统知识。系统知识是理论知识的工程实践,这里面有很多很多的细节。比如像Unix/Linux、TCP/IP、C10K挑战等这样专业的系统知识。这些知识是你能不能把理论应用到实际项目当中,能不能搞定实际问题的重要知识。
当你在编程的时候,如何和系统进行交互或是获取操作系统的资源,如何进行通讯,当系统出了性能问题,当系统出了故障等,你有大量需要落地的事需要处理和解决。这个时候,这些系统知识就会变得尤为关键和重要了。
这些东西,你可以认为是计算机世界的物理世界,上层无论怎么玩,无论是Java NIO,还是Nginx,还是Node.js,它们都逃脱不掉最下层的限制。所以,你要好好学习这方面的知识。
学习Java语言有以下入门级的书(注意:下面一些书在入门篇中有所提及,但为了完整性,还是要在这里提一下,因为可能有朋友是跳着看的)。
《Java核心技术:卷1基础知识》,这本书本来是Sun公司的官方用书,是一本Java的入门参考书。对于Java初学者来说,是一本非常不错的值得时常翻阅的技术手册。书中有较多地方进行Java与C++的比较,因为当时Java面世的时候,又被叫作"C++ Killer"。而我在看这本书的时候,发现书中有很多C++的东西,于是又去学习了C++。学习C++的时候,发现有很多C的东西不懂,又顺着去学习了C。然后,C -> C++ -> Java整条线融汇贯通,这对我未来的技术成长有非常大的帮助。
有了上述的入门后,Java的Spring框架是你玩Java所无法回避的东西,所以接下来是两本Spring相关的书,《Spring实战》和《Spring Boot实战》。前者是传统的Spring,后者是新式的微服务的Spring。如果你只想看一本的话,那么就看后者吧。
前面推荐的几本书可以帮你成功入门Java,但想要进一步成长,就要看下面我推荐的几本进阶级别的书了。
接下来,你需要了解了一下如何编写高效的代码,于是必需看一下《Effective Java》(注意,这里我给的引用是第三版的,也是2017年末出版的书),这本书是模仿Scott Meyers的经典图书《Effective C++》的。Effective这种书基本上都是各种经验之谈,所以,这是一本非常不错的书,你一定要读。这里需要推荐一下 Google Guava 库 ,这个库不但是JDK的升级库,其中有如:集合(collections)、缓存(caching)、原生类型支持(primitives support)、并发库(concurrency libraries)、通用注解(common annotations)、字符串处理(string processing)、I/O 等库,其还是Effective Java这本书中的那些经验的实践代表。
《Java并发编程实战》,是一本完美的Java并发参考手册。书中从并发性和线程安全性的基本概念出发,介绍了如何使用类库提供的基本并发构建块,用于避免并发危险、构造线程安全的类及验证线程安全的规则,如何将小的线程安全类组合成更大的线程安全类,如何利用线程来提高并发应用程序的吞吐量,如何识别可并行执行的任务,如何提高单线程子系统的响应性,如何确保并发程序执行预期任务,如何提高并发代码的性能和可伸缩性等内容。最后介绍了一些高级主题,如显式锁、原子变量、非阻塞算法以及如何开发自定义的同步工具类。
了解如何编写出并发的程序,你还需要了解一下如何优化Java的性能。我推荐《Java性能权威指南》。通过学习这本书,你可以比较大程度地提升性能测试的效果。其中包括:使用JDK中自带的工具收集Java应用的性能数据,理解JIT编译器的优缺点,调优JVM垃圾收集器以减少对程序的影响,学习管理堆内存和JVM原生内存的方法,了解如何最大程度地优化Java线程及同步的性能,等等。看完这本书后,如果你还有余力,想了解更多的底层细节,那么,你有必要去读一下《深入理解Java虚拟机》。
《Java编程思想》,真是一本透着编程思想的书。上面的书让你从微观角度了解Java,而这本书则可以让你从一个宏观角度了解Java。这本书和Java核心技术的厚度差不多,但这本书的信息密度比较大。所以,读起来是非常耗大脑的,因为它会让你不断地思考。对于想学好Java的程序员来说,这是一本必读的书。
《精通Spring 4.x》,也是一本很不错的书,就是有点厚,一共有800多页,都是干货。我认为其中最不错的是在分析原理,尤其是针对前面提到的Spring技术,应用与原理都讲得很透彻,IOC和AOP也分析得很棒,娓娓道来。其对任何一个技术都分析得很细致和全面,不足之处就是内容太多了,所以导致很厚,但这并不影响它是一本不错的工具书。
当然,学Java你一定要学面向对象的设计模式,这里就只有一本经典的书《设计模式》。如果你觉得有点儿难度了,那么可以看一下《Head First设计模式》。学习面向对象的设计模式时,你不要迷失在那23个设计模式中,你一定要明白这两个原则:
Program to an ‘interface’, not an 'implementation’
Favor ‘object composition’ over 'class inheritance’
至此,如果你把上面的这些知识都融汇贯通的话,那么,你已是一个高级的Java程序员了,我保证你已经超过了绝大多数程序员了。基本上来说,你在技术方面是可以进入到一线公司的,而且还不是一般的岗位,至少是高级程序员或是初级架构师的级别了。
不像我出道那个时候,几乎所有的软件都要用C语言来写。现在,可能不会有多少人学习C语言了,因为一方面有Java、Python这样的高级语言为你屏蔽了很多的底层细节,另一方面也有像Go语言这样的新兴语言可以让你更容易地写出来也是高性能的软件。但是,我还是想说,C语言是你必须学习的语言,因为这个世界上绝大多数编程语言都是C-like的语言,也是在不同的方面来解决C语言的各种问题。这里,我想放个比较武断话——如果你不学C语言,你根本没有资格说你是一个合格的程序员!
这里尤其推荐,已故的C语言之父Dennis M. Ritchie和著名科学家Brian W. Kernighan合作的圣经级的教科书《C程序设计语言》。注意,这本书是C语言原作者写的,其C语言的标准不是我们平时常说的ANSI标准,而是原作者的标准,又被叫作K&R C。但是这本书很轻薄,也简洁,不枯燥,是一本你可以拿着躺在床上看还不会看着看着睡着的书。
然后,还有一本非常经典的C语言的书《C语言程序设计现代方法》。有人说,这本书配合之前的 The C Programming Language 那本书简真是无敌。我想说,这本书更实用,也够厚,完整覆盖了C99标准,习题的质量和水准也比较高。更好的是,探讨了现代编译器的实现,以及和C++的兼容,还揭穿了各种古老的C语言的神话和信条……是相当相当干的一本学习C语言的书。
对了,千万不要看谭浩强的C语言的书。各种误导,我大学时就是用这本书学的C,后来工作时被坑得不行。
在学习C语言的过程中,你一定会感到,C语言这么底层,而且代码经常性地崩溃,经过一段时间的挣扎,你才开始觉得你从这个烂泥坑里快要爬出来了。但你还需要看看《C陷阱与缺陷》这本书,你会发现,这里面的坑不是一般大。
此时,如果你看过我的《编程范式游记》那个系列文章,你可能会发现C语言在泛型编程上的各种问题,这个时候我推荐你学习一下C++语言。可能会有很多人觉得我说的C++是个大坑。是的,这是世界目前来说最复杂也是最难的编程语言了。但是,C++是目前世界上范式最多的语言了,其做得最好的范式就是"泛型编程",这在静态语言中,是绝对地划时代的一个事。
所以,你有必要学习一下C++,看看C++是如何解决C语言中的各种问题的。你可以先看看我的这篇文章 “C++的坑真的多吗?” ,有个基本认识。下面推荐几本C++的书。
《C++ Primer中文版》,这本书是久负盛名的C++经典教程。书是有点厚,前面1/3讲C语言,后面讲C++。C++的知识点实在是太多了,而且又有点晦涩。但是你主要就看几个点,一个是面向对象的多态,一个是模板和重载操作符,以及一些STL的东西。看看C++是怎么玩泛型和函数式编程的。
如果你想继续研究,你需要看另外两本更为经典的书《Effective C++》和《More Effective C++》。 这两本书不厚,但是我读了10多年,每过一段时间再读一下,就会发现有更多的收获。这两本书的内容会随着你经历的丰富而变得丰富,这也是对我影响最大的两本书,其中影响最大的不是书中的那些C++的东西,而是作者的思维方式和不断求真的精神,这真是太赞了。
学习C/C++都是需要好好了解一下编译器到底干了什么事的。就像Java需要了解JVM一样,所以,这里还有一本非常非常难啃的书你可以挑战一下《深度探索C++对象模型
》。这本书是非常之经典的,看完后,C++对你来说就再也没有什么秘密可言。我以前写过的《C++虚函数表解析》,还有《C++对象内存布局》属于这个范畴。
C语言太原始了,C++太复杂了,Go语言是不二之选。有了C/C++的功底,学习Go语言非常简单。
首推 Go by Example 作为你的入门教程。然后,Go 101 也是一个很不错的在线电子书。如果你想看纸书的话,The Go Programming Language 一书在豆瓣上有9.2分,但是国内没有卖的。(当然,我以前也写过两篇入门的供你参考 “GO 语言简介(上)- 语法” 和 “GO 语言简介(下)- 特性”)。
另外,Go语言官方的 Effective Go 是必读的,这篇文章告诉你如何更好地使用Go语言,以及Go语言中的一些原理。
Go 语言最突出之处是并发编程,Unix老牌黑客罗勃·派克(Rob Pike)在 Google I/O上的两个分享,可以让你学习到一些并发编程的模式。
然后,Go在 GitHub的wiki上有好多不错的学习资源,你可以从中学习到多。比如:
此外,还有个内容丰富的Go资源列表 Awesome Go,推荐看看。
好了,最后我们来总结一些今天分享的内容。在编程语言方面,我推荐学习C、C++、Java和Go四门语言,并分别阐释了推荐的原因。
我认为,C语言是必须学习的语言,因为这个世界上绝大多数编程语言都是C-like的语言,也是在不同的方面来解决C语言的各种问题。
而C++虽然复杂难学,但它几乎是目前世界上范式最多的语言了,其做得最好的范式就是"泛型编程",这在静态语言中,是绝对地划时代的一个事。尤其要看看C++是如何解决C语言中的各种问题的。
Java是我认为综合能力最强的语言。其实我是先学了Java,然后又去学了C++,之后去学了C语言的。C -> C++ -> Java整条线融汇贯通,这对我未来的技术成长有非常大的帮助。
在文章最末,我推荐了Go语言,并给出了相关的学习资料。
我认为,一个合格的程序员应该掌握几门语言。一方面,这会让你对不同的语言进行比较,让你有更多的思考。另一方面,这也是一种学习能力的培养,会让你对于未来的新技术学习得更快。
下篇文章中,我们将分享每个程序员都需要掌握的理论知识。敬请期待。
下面是《程序员练级攻略》系列文章的目录。
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