计算机编程语言

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,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,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。

编程语言

Java 语言

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。

认真学习前面的书可以让你成功入门 Java,但想要进一步成长,就要看下面我推荐的几本提升级的书

  • 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’
    • 使用者不需要知道数据类型、结构、算法的细节。
    • 使用者不需要知道实现细节,只需要知道提供的接口。
    • 利于抽象、封装,动态绑定,多态。符合面向对象的特质和理念。
  • Favor ‘object composition’ over ‘class inheritance’
    • 继承需要给子类暴露一些父类的设计和实现细节。
    • 父类实现的改变会造成子类也需要改变。
    • 我们以为继承主要是为了代码重用,但实际上在子类中需要重新实现很多父类的方法。
    • 继承更多的应该是为了多态。

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。

C/C++ 语言

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。
  • 还有 C++ 的作者 Bjarne Stroustrup 写的 C++ FAQ中文版),也是非常值得一读的。

学习 Go 语言

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。

小结

在编程语言方面,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。

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。

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