【达人课】基础技能树系列文章导航

大纲

达人课

第四部分：执行 编程语言底层之函数执行

第五部分：数据 编程语言底层之数据结构

第七八部分：系统、并发 编程语言底层之系统和并发

开篇：学习基础技能树意义

00 学习基础技能树意义

到底什么是基础

为什么选择Go作为基础语言

安装学习环境

演示：反汇编、函数内联优化

第一部分：编译(编译、链接、可执行文件结构、符号表)

01 编译

gcc编译过程

go build编译过程

02 链接

链接器

合并方式

静态链接和动态链接的区别

03 可执行文件结构

通用可执行文件结构(COFF)(readelf -h)

COFF用段(section)存储不同类型数据(readelf -S)

常用段

演示：使用readelf、xxd、objdump、gdb查看可执行文件结构信息

演示：objcopy -add-section;strip -remove-section;readelf -p

04 符号

使用nm查看符号

使用readelf -s输出符号信息

删除符号表对反汇编的影响

使用strip删除符号和调试信息

使用UPX压缩并保护可执行文件

第二部分：内存(虚拟内存、进程内存模型、常量、变量)

05 虚拟内存

实模式(8086，boot)与保护模式

虚拟存储器(VM)，VA/PA，MMU/TLB，PT/PTE用途

缺页异常(Page Faults)，换入换出(swap in/out)，颠簸(thrashing)

存储器层次

机会主义内存分配

dstat、pidstat使用示例

06 处理器

对称多处理器(SMP)，NUMA的问题

物理核心、逻辑核心

缓存：L1(d,i)、L2、L3

超线程(HT),可能因共享cache造成性能问题

lscpu使用示例

07 进程内存模型

可执行文件和进程的差异

进程内存模型

使用readelf -l查看段映射

使用gdb查看运行期内存模型

08 常量和变量

常量和变量的区别

常量展开

常量陷阱演示

第三部分：指令(初级汇编指令、控制流)

09 初级汇编指令

寄存器

几类寄存器

内存寻址

常用汇编指令

操作数长度

MS-DOS debug

简读汇编代码

第四部分：执行(函数执行、调用堆栈、参数及返回值、闭包)

10 调用堆栈

调用堆栈call stack

堆栈帧stack frame

函数调用，现场保护和恢复

用GDB查看调用堆栈，输出堆栈桢信息

IP寄存器的用途

相关汇编指令

11 参数传递

C参数复制，返回值

Go参数复制，返回值

优化模式对参数传递的影响

12 if和switch对比

是否存在性能差异

使用场景

反汇编对比

13 死代码

示例

使用代码覆盖测试检查

查看编译器能否优化掉死代码

14 匿名函数

匿名函数符号名

匿名函数调用方式

作为返回值的匿名函数

直接调用匿名函数

15 闭包

何为闭包

闭包通过指针引用环境变量

闭包导致环境变量生命周期延长和堆分配

闭包怎么调用的

闭包与数据竞争

16 递归调用

什么是递归

Go与C栈大小差异

为什么会引起堆栈溢出(stack overflow)

什么是尾调用

什么是尾递归优化

为什么go的编译器对尾递归调用不做优化处理

17 延迟调用

延迟调用的用途(作用域、IDisposable)

defer与finally的对比(总能执行)

正确理解defer实现和执行机制，确保合理使用

利用匿名函数重构作用域

性能问题

18 错误处理

错误分类

错误(异常)是一种“值”，属于正常逻辑返回(exception,error)

使用实例或类型判断错误类别，而非“魔法数字”。(编译器检查、重构、常量陷阱)

19 应用

阻止GDB调试

阻止反汇编、代码混淆

monkey patch

缓冲区溢出攻击

第五部分：数据(基础数据类型、常用数据结构)

20 字符串

开篇

Go字符串和C char*的差异

为什么实现为不可变类型

拼接字符串实现方式

转换性能优化

21 数组

数组值类型和指针差异

数组指针和指针数组的差别

切片为什么不是动态数组或数组指针

用new或make创建引用类型的差别

切片和数组的性能差异

22 基于数组实现数据结构

开篇

栈(Stack)

队列(Queue)

缓冲区(Pool)

链表(Linked List)

23 哈希表

开篇

哈希表基本实现方式

用数组改进链表法性能

字典的性能调优

字典的数据竞争问题

24 结构体

匿名字段与继承

名称遮蔽(成员访问优先级)

结构体内存布局

第六部分：对象(面向对象理论、方法、接口)

25 方法

方法与函数的差异

方法调用方式，如何传递receiver、self、this

方法可被内联吗

匿名字段方法，是继承调用？还是语法糖？

匿名字段方法调用

26 方法集

什么是方法集

方法集区分基础类型T和指针类型*T

匿名嵌入对方法集的影响

方法集调用

27 方法表达式

开篇

Method Expression和Method Value

方法表达式实现方式

28 接口

什么是接口

什么是Duck Type

接口实现方式，方法集与接口 和 接口内部结构

接口调用与直接调用的性能差异

总结

第七部分：并发(进程、线程、协程、通信、同步)

29 进程、线程、协程

进程、线程的区别

系统线程(内核线程、内核态)和用户线程的区别

CPU时间片分配方式

协程基本原理，优点和缺点

上下文切换(context switch)，以及对性能的影响

第八部分：系统(内存管理、垃圾回收、并发调度)

30 内存管理

自主实现内存管理

内存管理面临的问题

Go基于tcmalloc实现的内存分配器工作原理

如何释放物理内存

31 垃圾回收

常用方式：引用计数、代龄、标记清理

垃圾回收何时启动？如何避免内存膨胀，避免影响性能？

Go三色标记+写屏障模式如何实现并发标记和并发清理？

控制器和辅助回收的作用

32 并发调度

G、M、P模型

如何创建Goroutine？

如何启动并发任务？

调度器如何执行？

M/P对应关系

33 连续栈

什么是分段栈

分段栈的问题是什么

连续栈如何实现

连续栈回收

连续栈扩张问题演示

34 系统监控

系统监控的用途

强制垃圾回收

释放物理内存

抢占调度

处理系统调用

I/O事件

35 通道

通道基本原理

同步通道和异步通道的区别

Goroutine Leak

架构设计

36 同步

常见同步方式

Mutex、RWMutex、Cond、Semaphore、SpinLock、Atomic区别

单核和多核指令是否原子

HLOCK pin引线(电位拉低、锁总线)如何实现原子操作

CAS(Compare-and-swap)

用原子操作实现自旋锁

第九部分：组织(代码组织方式、访问权限)

todo

第十部分：动态(反射、动态语言运行模式)

todo

第十一部分：测试(单元测试、性能测试、代码覆盖率、数据竞争、性能调优)

todo

第十二部分：工具(GDB调试器、常用工具、Go工具链)

todo