C++后端开发重点知识点

将“理论理解 -> 实践验证 -> 项目集成”形成一个闭环，每学完一个知识点进行实践，保证深入理解为未来开发生涯打下坚实的基础。

第一阶段：夯实基础 & 循环学习（理论+实践）

这个阶段的目标是：不仅要知道是什么，还要知道为什么，并且能写代码证明它。

核心知识点清单

类别	关键知识点	实践建议（“弄懂”后立刻动手）
C++基础	1. 面向对象：封装、继承、多态（虚函数表原理） 2. 内存管理：new/delete, malloc/free, 内存布局，栈 vs 堆 3. 关键字：const, static, extern, volatile, explicit 4. 智能指针：unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr（循环引用问题） 5. RAII 机制与资源管理	1. 实现一个简单的字符串类（MyString），处理拷贝构造、赋值运算符 2. 写代码验证虚函数表的的存在（通过指针偏移访问） 3. 用shared_ptr和weak_ptr模拟一个循环引用的场景并解决它
C++11/14/17新特性	1. 移动语义：右值引用，std::move, 完美转发 std::forward 2. Lambda表达式 3. 类型推导：auto, decltype 4. 多线程：std::thread, std::async, std::future 5. 容器：std::unordered_map, std::array, std::tuple	1. 为你的MyString类添加移动构造函数和移动赋值运算符，对比性能提升 2. 使用Lambda和std::sort对自定义结构体向量进行排序 3. 用std::thread写一个多线程累加程序，并思考数据竞争问题
STL	1. 容器：vector, list, map, set 的底层实现（数组、链表、红黑树）及时间复杂度 2. 迭代器：种类及失效问题 3. 算法：find, sort, copy 等	1. 对比vector在push_back时与list的性能差异（使用chrono计时） 2. 写代码触发vector的迭代器失效（如插入元素），并分析原因
操作系统	1. 进程与线程：区别、通信方式（管道、消息队列、共享内存等）、同步方式（互斥锁、信号量、条件变量） 2. 虚拟内存：分页、分段、页面置换算法 3. 进程调度：常见算法 4. 死锁：条件及避免	1. 用pthread或std::mutex编写一个多生产者-多消费者模型 2. 编写一个简单的程序，使用fork()创建进程，并用管道进行通信
计算机网络	1. TCP/IP模型：各层协议（重点TCP/UDP） 2. TCP：三次握手、四次挥手、状态转换图、流量控制（滑动窗口）、拥塞控制（慢启动、拥塞避免） 3. HTTP/HTTPS：报文格式、方法、状态码、缓存、SSL/TLS握手过程 4. Socket编程	1. 必做：用Socket API（C/C++）写一个简单的TCP回显服务器（Echo Server）和客户端 2. 使用Wireshark抓包，亲眼查看TCP三次握手、HTTP请求响应的原始报文
数据库（MySQL）	1. 索引：B+树原理、聚簇/非聚簇索引、最左前缀原则 2. 事务：ACID特性、隔离级别、幻读/不可重复读 3. 锁：乐观锁、悲观锁、行锁、表锁、间隙锁 4. SQL优化：Explain命令	1. 创建一张表，插入百万数据，对比有索引和无索引的查询速度 2. 开启两个MySQL会话，模拟事务的不同隔离级别下出现的问题
设计模式	1. 单例模式（线程安全） 2. 工厂模式 3. 观察者模式 4. Reactor模式（对网络服务器极其重要）	1. 实现一个线程安全的懒汉/饿汉单例 2. 必做：实现一个简单的Reactor模型（事件驱动），这是你后续HTTP服务器的核心

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第二阶段：高性能HTTP服务器项目

这是你简历上的亮点，能串联起上面绝大部分知识点。

项目核心特性与目标

• 核心技术：IO多路复用（epoll）。这是“高性能”的基石。

• 核心架构：Reactor模式（单Reactor多线程/多进程，或多Reactor）。这是现代高性能网络服务器的标准设计。

• 编程语言：C++17/20

• 目标：能处理高并发连接（数千以上），性能指标可通过压测工具（如wrk）进行验证。

功能模块拆解

1. 基础网络库（核心中的核心）

   • 封装Socket API

   • 封装Epoll，实现事件循环（Event Loop）

   • 实现Channel类，负责每个fd的事件分发

   • 实现Acceptor类，负责处理新连接

   • 实现EventLoopThreadPool，线程池，这是支持高并发的关键。

2. HTTP处理模块

   • HTTP请求解析器（Parser）：状态机解析HTTP报文。

   • HTTP响应构建器。

   • 实现静态资源请求（URL映射到本地文件）。

   • 实现简单的API（如返回当前时间）。

3. 高级特性（加分项）

   • 定时器：用于处理超时连接（如std::priority_queue或时间轮）。

   • 数据库连接池：集成MySQL，支持用户登录/注册等功能。

   • 日志系统：异步日志（生产者-消费者模型），记录服务器运行状态。

   • 配置文件解析。

   • 支持HTTP长连接（Connection: keep-alive）。

学习与开发路径

1. 先模仿：学习 muduo/libevent 等优秀网络库的设计思想。切忌直接抄代码，理解其Class划分和数据流。

2. 再动手：

   • 第一步：实现一个最简单的Reactor，能接受连接并回显消息（基于你之前的Echo Server）。

   • 第二步：加入线程池，让IO线程和计算线程分离。

   • 第三步：加入HTTP解析模块。

   • 第四步：一步步添加定时器、日志等高级功能。

3. 测试与优化：

   • 使用 wrk 或 ab 进行压测，查看QPS（每秒请求数）。

   • 使用 valgrind 检查内存泄漏。

   • 使用 perf 进行性能分析，找出热点函数。

面试准备

• 复盘项目：必须能清晰地讲出你的HTTP服务器的架构、为什么这么设计、遇到了什么困难、如何解决的、性能如何。

• 刷题：LeetCode（Top 100-150题，至少刷两遍）。重点：链表、树、二分查找、动态规划、回溯、栈/队列。

• 八股文：基于第一阶段的知识点，进行系统性复习和背诵。你通过实践理解的“八股”，会比别人深刻得多。

资源推荐

• 书籍：

  • 《C++ Primer》

  • 《Effective C++》

  • 《STL源码剖析》

  • 《TCP/IP网络编程》（尹圣雨）

  • 《Linux多线程服务端编程》（陈硕，muduo作者）

  • 《MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎》

• 视频：

  • 侯捷老师的C++系列课程

  • 牛客网、慕课网上的实战项目课（可以看思路，代码要自己写）

• 开源库：

  • muduo (GitHub - chenshuo/muduo: Event-driven network library for multi-threaded Linux server in C++11)

  • libevent (GitHub - libevent/libevent: Event notification library)

总结

学习一个知识点 -> 写代码验证 -> 记入笔记/博客 -> 思考如何用到HTTP项目中 -> 集成到项目里。