程序員升級指南之編程語言

zhuxrgf 2020-12-20

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為了進入專業(yè)的編程領域，我們需要認真學習以下三方面的知識。

編程語言。你需要學習 C、C++ 和 Java 這三個工業(yè)級的編程語言。為什么說它們是工業(yè)級的呢？主要是，C 和 C++ 語言規(guī)范都由 ISO 標準化過，而且都有工業(yè)界廠商組成的標準化委員會來制定工業(yè)標準。次要原因是，它們已經(jīng)在業(yè)界應用于許多重要的生產(chǎn)環(huán)境中。

C 語言不用多說，現(xiàn)今這個世界上幾乎所有重要的軟件都跟 C 有直接和間接的關系，操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、硬件驅(qū)動等等。說得霸氣一點兒，這個世界就是在 C 語言之上運行的。
而對于 C++ 來說，現(xiàn)在主流的瀏覽器、數(shù)據(jù)庫、Microsoft Office、主流的圖形界面、著名的游戲引擎等都是用 C++ 編寫的。而且，很多公司都用 C++ 開發(fā)核心架構(gòu)，如 Google、騰訊、百度、阿里云等。
而金融電商公司則廣泛地使用 Java 語言，因為 Java 的好處太多了，代碼穩(wěn)定性超過 C 和 C++，生產(chǎn)力遠超 C 和 C++。有 JVM 在，可以輕松地跨平臺，做代碼優(yōu)化，做 AOP 和 IoC 這樣的高級技術。以 Spring 為首的由龐大的社區(qū)開發(fā)的高質(zhì)量的各種輪子讓你只需關注業(yè)務，是能夠快速搭建企業(yè)級應用的不二之選。

此外，我推薦學習 Go 語言。一方面，Go 語言現(xiàn)在很受關注，它是取代 C 和 C++ 的另一門有潛力的語言。C 語言太原始了，C++ 太復雜了，Java 太高級了，所以 Go 語言就在這個夾縫中出現(xiàn)了。這門語言已經(jīng) 10 多年了，其已成為云計算領域事實上的標準語言，尤其是在 Docker/Kubernetes 等項目中。Go 語言社區(qū)正在不斷地從 Java 社區(qū)移植各種 Java 的輪子過來，Go 社區(qū)現(xiàn)在也很不錯。

如果你要寫一些 PaaS 層的應用，Go 語言會比 C 和 C++ 更好，目前和 Java 有一拼。而且，Go 語言在國內(nèi)外一些知名公司中有了一定的應用和實踐，所以，是可以學習的（參看：《Go 語言、Docker 和新技術》一文）。此外，Go 語言語法特別簡單，你有了 C 和 C++ 的基礎，學習 Go 的學習成本基本為零。

理論學科。你需要學習像算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡模型、計算機原理等計算機科學專業(yè)需要學習的知識。為什么要學好這些理論上的知識呢？

其一，這些理論知識可以說是計算機科學這門學科最精華的知識了。說得大一點，這些是人類智慧的精華。你只要想成為高手，這些東西是你必需要掌握和學習的。
其二，當你在解決一些很復雜或是很難的問題時，這些基礎理論知識可以幫到你很多。我過去這 20 年從這些基礎理論知識中受益匪淺。
其三，這些理論知識的思維方式可以讓你有觸類旁通，一通百通的感覺。雖然知識比較難啃，但啃過以后，你將獲益終生。

另外，你千萬不要覺得在你的日常工作或是生活當中根本用不上，學了也白學，這樣的思維方式千萬不要有，因為這是平庸的思維方式。如果你想等我用到了再學也不晚，那么你有必要看一下這篇文章《程序員的荒謬之言還是至理名言？》。

系統(tǒng)知識。系統(tǒng)知識是理論知識的工程實踐，這里面有很多很多的細節(jié)。比如像 Unix/Linux、TCP/IP、C10K 挑戰(zhàn)等這樣專業(yè)的系統(tǒng)知識。這些知識是你能不能把理論應用到實際項目當中，能不能搞定實際問題的重要知識。

當你在編程的時候，如何和系統(tǒng)進行交互或是獲取操作系統(tǒng)的資源，如何進行通訊，當系統(tǒng)出了性能問題，當系統(tǒng)出了故障等，你有大量需要落地的事需要處理和解決。這個時候，這些系統(tǒng)知識就會變得尤為關鍵和重要了。

這些東西，你可以認為是計算機世界的物理世界，上層無論怎么玩，無論是 Java NIO，還是 Nginx，還是 Node.js，它們都逃脫不掉最下層的限制。所以，你要好好學習這方面的知識。

編程語言

Java 語言

學習 Java 語言有以下入門級的書（注意：下面一些書在入門篇中有所提及，但為了完整性，還是要在這里提一下，因為可能有朋友是跳著看的）。

《Java 核心技術：卷 1 基礎知識》，這本書本來是 Sun 公司的官方用書，是一本 Java 的入門參考書。對于 Java 初學者來說，是一本非常不錯的值得時常翻閱的技術手冊。書中有較多地方進行 Java 與 C++ 的比較，因為當時 Java 面世的時候，又被叫作 "C++ Killer"。而我在看這本書的時候，發(fā)現(xiàn)書中有很多 C++ 的東西，于是又去學習了 C++。學習 C++ 的時候，發(fā)現(xiàn)有很多 C 的東西不懂，又順著去學習了 C。然后，C -> C++ -> Java 整條線融匯貫通，這對我未來的技術成長有非常大的幫助。
有了上述的入門后，Java 的 Spring 框架是你玩 Java 所無法回避的東西，所以接下來是兩本 Spring 相關的書，《Spring 實戰(zhàn)》和《Spring Boot 實戰(zhàn)》。前者是傳統(tǒng)的 Spring，后者是新式的微服務的 Spring。如果你只想看一本的話，那么就看后者吧。

認真學習前面的書可以讓你成功入門 Java，但想要進一步成長，就要看下面我推薦的幾本提升級的書。

接下來，你需要了解了一下如何編寫高效的代碼，于是必需看一下《Effective Java》（注意，這里我給的引用是第三版的，也是 2017 年末出版的書），這本書是模仿 Scott Meyers 的經(jīng)典圖書《Effective C++》的。Effective 這種書基本上都是各種經(jīng)驗之談，所以，這是一本非常不錯的書，你一定要讀。
《Java 并發(fā)編程實戰(zhàn)》，是一本完美的 Java 并發(fā)參考手冊。書中從并發(fā)性和線程安全性的基本概念出發(fā)，介紹了如何使用類庫提供的基本并發(fā)構(gòu)建塊，用于避免并發(fā)危險、構(gòu)造線程安全的類及驗證線程安全的規(guī)則，如何將小的線程安全類組合成更大的線程安全類，如何利用線程來提高并發(fā)應用程序的吞吐量，如何識別可并行執(zhí)行的任務，如何提高單線程子系統(tǒng)的響應性，如何確保并發(fā)程序執(zhí)行預期任務，如何提高并發(fā)代碼的性能和可伸縮性等內(nèi)容。最后介紹了一些高級主題，如顯式鎖、原子變量、非阻塞算法以及如何開發(fā)自定義的同步工具類。
了解如何編寫出并發(fā)的程序，你還需要了解一下如何優(yōu)化 Java 的性能。我推薦《Java 性能權威指南》。通過學習這本書，你可以比較大程度地提升性能測試的效果。其中包括：使用 JDK 中自帶的工具收集 Java 應用的性能數(shù)據(jù)，理解 JIT 編譯器的優(yōu)缺點，調(diào)優(yōu) JVM 垃圾收集器以減少對程序的影響，學習管理堆內(nèi)存和 JVM 原生內(nèi)存的方法，了解如何最大程度地優(yōu)化 Java 線程及同步的性能，等等。看完這本書后，如果你還有余力，想了解更多的底層細節(jié)，那么，你有必要去讀一下《深入理解 Java 虛擬機》。
《Java 編程思想》，真是一本透著編程思想的書。上面的書讓你從微觀角度了解 Java，而這本書則可以讓你從一個宏觀角度了解 Java。這本書和 Java 核心技術的厚度差不多，但這本書的信息密度比較大。所以，讀起來是非常耗大腦的，因為它會讓你不斷地思考。對于想學好 Java 的程序員來說，這是一本必讀的書。
《精通 Spring 4.x》，也是一本很不錯的書，就是有點厚，一共有 800 多頁，都是干貨。我認為其中最不錯的是在分析原理，尤其是針對前面提到的 Spring 技術，應用與原理都講得很透徹，IOC 和 AOP 也分析得很棒，娓娓道來。其對任何一個技術都分析得很細致和全面，不足之處就是內(nèi)容太多了，所以導致很厚，但這并不影響它是一本不錯的工具書。

當然，學 Java 你一定要學面向?qū)ο蟮脑O計模式，這里就只有一本經(jīng)典的書《設計模式》。如果你覺得有點兒難度了，那么可以看一下《Head First 設計模式》。學習面向?qū)ο蟮脑O計模式時，你不要迷失在那 23 個設計模式中，你一定要明白這兩個原則：

Program to an 'interface', not an 'implementation'
使用者不需要知道數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)、算法的細節(jié)。
使用者不需要知道實現(xiàn)細節(jié)，只需要知道提供的接口。
利于抽象、封裝，動態(tài)綁定，多態(tài)。符合面向?qū)ο蟮奶刭|(zhì)和理念。
Favor 'object composition' over 'class inheritance'
繼承需要給子類暴露一些父類的設計和實現(xiàn)細節(jié)。
父類實現(xiàn)的改變會造成子類也需要改變。
我們以為繼承主要是為了代碼重用，但實際上在子類中需要重新實現(xiàn)很多父類的方法。
繼承更多的應該是為了多態(tài)。

至此，如果你把上面的這些知識都融匯貫通的話，那么，你已是一個高級的 Java 程序員了，我保證你已經(jīng)超過了絕大多數(shù)程序員了。基本上來說，你在技術方面是可以進入到一線公司的，而且還不是一般的崗位，至少是高級程序員或是初級架構(gòu)師的級別了。

C/C++ 語言

不像我出道那個時候，幾乎所有的軟件都要用 C 語言來寫?，F(xiàn)在，可能不會有多少人學習 C 語言了，因為一方面有 Java、Python 這樣的高級語言為你屏蔽了很多的底層細節(jié)，另一方面也有像 Go 語言這樣的新興語言可以讓你更容易地寫出來也是高性能的軟件。但是，我還是想說，C 語言是你必須學習的語言，因為這個世界上絕大多數(shù)編程語言都是 C-like 的語言，也是在不同的方面來解決 C 語言的各種問題。這里，我想放個比較武斷話——如果你不學 C 語言，你根本沒有資格說你是一個合格的程序員！

這里尤其推薦，已故的 C 語言之父 Dennis M. Ritchie 和著名科學家 Brian W. Kernighan 合作的圣經(jīng)級的教科書《C 程序設計語言》。注意，這本書是 C 語言原作者寫的，其 C 語言的標準不是我們平時常說的 ANSI 標準，而是原作者的標準，又被叫作 K&R C。但是這本書很輕薄，也簡潔，不枯燥，是一本你可以拿著躺在床上看還不會看著看著睡著的書。
然后，還有一本非常經(jīng)典的 C 語言的書《C 語言程序設計現(xiàn)代方法》。有人說，這本書配合之前的 The C Programming Language 那本書簡真是無敵。我想說，這本書更實用，也夠厚，完整覆蓋了 C99 標準，習題的質(zhì)量和水準也比較高。更好的是，探討了現(xiàn)代編譯器的實現(xiàn)，以及和 C++ 的兼容，還揭穿了各種古老的 C 語言的神話和信條……是相當相當干的一本學習 C 語言的書。

對了，千萬不要看譚浩強的 C 語言的書。各種誤導，我大學時就是用這本書學的 C，后來工作時被坑得不行。

在學習 C 語言的過程中，你一定會感到，C 語言這么底層，而且代碼經(jīng)常性地崩潰，經(jīng)過一段時間的掙扎，你才開始覺得你從這個爛泥坑里快要爬出來了。但你還需要看看《C 陷阱與缺陷》這本書，你會發(fā)現(xiàn)，這里面的坑不是一般大。

此時，如果你看過我的《編程范式游記》那個系列文章，你可能會發(fā)現(xiàn) C 語言在泛型編程上的各種問題，這個時候我推薦你學習一下 C++ 語言?？赡軙泻芏嗳擞X得我說的 C++ 是個大坑。是的，這是世界目前來說最復雜也是最難的編程語言了。但是，C++ 是目前世界上范式最多的語言了，其做得最好的范式就是 " 泛型編程 "，這在靜態(tài)語言中，是絕對地劃時代的一個事。

所以，你有必要學習一下 C++，看看 C++ 是如何解決 C 語言中的各種問題的。你可以先看看我的這篇文章 "C++ 的坑真的多嗎？" ，有個基本認識。下面推薦幾本 C++ 的書。

《C++ Primer 中文版》，這本書是久負盛名的 C++ 經(jīng)典教程。書是有點厚，前面 1/3 講 C 語言，后面講 C++。C++ 的知識點實在是太多了，而且又有點晦澀。但是你主要就看幾個點，一個是面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)，一個是模板和重載操作符，以及一些 STL 的東西?？纯?C++ 是怎么玩泛型和函數(shù)式編程的。
如果你想繼續(xù)研究，你需要看另外兩本更為經(jīng)典的書《Effective C++》和《More Effective C++》。這兩本書不厚，但是我讀了 10 多年，每過一段時間再讀一下，就會發(fā)現(xiàn)有更多的收獲。這兩本書的內(nèi)容會隨著你經(jīng)歷的豐富而變得豐富，這也是對我影響最大的兩本書，其中影響最大的不是書中的那些 C++ 的東西，而是作者的思維方式和不斷求真的精神，這真是太贊了。
學習 C/C++ 都是需要好好了解一下編譯器到底干了什么事的。就像 Java 需要了解 JVM 一樣，所以，這里還有一本非常非常難啃的書你可以挑戰(zhàn)一下《深度探索 C++ 對象模型》。這本書是非常之經(jīng)典的，看完后，C++ 對你來說就再也沒有什么秘密可言。我以前寫過的《C++ 虛函數(shù)表解析》，還有《C++ 對象內(nèi)存布局》屬于這個范疇。
還有 C++ 的作者 Bjarne Stroustrup 寫的 C++ FAQ （中文版），也是非常值得一讀的。

學習 Go 語言

C 語言太原始了，C++ 太復雜了，Go 語言是不二之選。有了 C/C++ 的功底，學習 Go 語言非常簡單。

首推 Go by Example 作為你的入門教程。然后，Go 101 也是一個很不錯的在線電子書。如果你想看紙書的話，The Go Programming Language 一書在豆瓣上有 9.2 分，但是國內(nèi)沒有賣的。（當然，我以前也寫過兩篇入門的供你參考 "GO 語言簡介（上）- 語法" 和 "GO 語言簡介（下）- 特性"）。

另外，Go 語言官方的 Effective Go 是必讀的，這篇文章告訴你如何更好地使用 Go 語言，以及 Go 語言中的一些原理。

Go 語言最突出之處是并發(fā)編程，Unix 老牌黑客羅勃·派克（Rob Pike）在 Google I/O 上的兩個分享，可以讓你學習到一些并發(fā)編程的模式。

Go Concurrency Patterns（幻燈片和演講視頻）。
Advanced Go Concurrency Patterns（幻燈片、演講視頻）。

然后，Go 在 GitHub 的 wiki 上有好多不錯的學習資源，你可以從中學習到多。比如：

Go 精華文章列表。
Go 相關博客列表。
[Go Talks])(https://github.com/golang/go/wiki/GoTalks)。

此外，還有個內(nèi)容豐富的 Go 資源列表 Awesome Go，推薦看看。

小結(jié)

好了，最后我們來總結(jié)一些今天分享的內(nèi)容。在編程語言方面，我推薦學習 C、C++、Java 和 Go 四門語言，并分別闡釋了推薦的原因。

我認為，C 語言是必須學習的語言，因為這個世界上絕大多數(shù)編程語言都是 C-like 的語言，也是在不同的方面來解決 C 語言的各種問題。
而 C++ 雖然復雜難學，但它幾乎是目前世界上范式最多的語言了，其做得最好的范式就是 " 泛型編程 "，這在靜態(tài)語言中，是絕對地劃時代的一個事。尤其要看看 C++ 是如何解決 C 語言中的各種問題的。
Java 是我認為綜合能力最強的語言。其實我是先學了 Java，然后又去學了 C++，之后去學了 C 語言的。C -> C++ -> Java 整條線融匯貫通，這對我未來的技術成長有非常大的幫助。
在文章最末，我推薦了 Go 語言，并給出了相關的學習資料。

我認為，一個合格的程序員應該掌握幾門語言。一方面，這會讓你對不同的語言進行比較，讓你有更多的思考。另一方面，這也是一種學習能力的培養(yǎng)，會讓你對于未來的新技術學習得更快。