⚡ C++ 后端开发

C++高性能后端开发技术栈学习与实践。

🎯 技术栈

Web框架

  • Crow：轻量级框架、简单易用、JSON支持

  • Drogon：现代框架、异步处理、ORM支持

  • Pistache：高性能框架、RESTful API、异步IO

  • cpp-httplib：单头文件、简单HTTP服务器

数据库技术

  • 关系型数据库：PostgreSQL、MySQL、SQLite

  • NoSQL数据库：MongoDB、Redis、Cassandra

  • ORM框架：ODB、SOCI、Qt SQL

  • 数据库驱动：libpq、mysql-connector、sqlite3

系统编程

  • 网络编程：Socket、TCP/UDP、异步IO

  • 多线程：std::thread、std::mutex、std::condition_variable

  • 内存管理：智能指针、RAII、内存池

  • 性能优化：内联汇编、SIMD、缓存优化

📚 学习路径

第一阶段：C++基础

  • C++语法：类、继承、多态、模板、STL

  • 标准库：容器、算法、迭代器、函数对象

  • 内存管理：堆栈、指针、引用、智能指针

  • 项目实践：数据结构实现、算法实现

第二阶段：系统编程

  • 网络编程：Socket编程、TCP/UDP、异步IO

  • 多线程：线程创建、同步、互斥、条件变量

  • 文件IO：文件操作、流、序列化

  • 项目实践：网络服务器、文件处理工具

第三阶段：Web开发

  • HTTP协议：请求/响应、状态码、头部字段

  • Web框架：路由、中间件、模板引擎

  • 数据库操作：SQL操作、ORM、连接池

  • 项目实践：Web应用、API服务

第四阶段：性能优化

  • 性能分析：Profiling、Benchmarking、内存分析

  • 优化技术：内联、循环优化、缓存优化

  • 并发优化：无锁编程、原子操作、内存模型

  • 系统优化：系统调用、内核优化、硬件优化

🚀 项目实践

基础项目

  • 网络服务器：TCP服务器、HTTP服务器、WebSocket

  • 文件处理：文件上传、压缩、加密、备份

  • 数据处理：CSV解析、JSON处理、数据转换

  • 系统工具：进程监控、系统信息、性能监控

进阶项目

  • 高性能API：RESTful API、GraphQL、微服务

  • 实时系统：游戏服务器、聊天服务器、流媒体

  • 数据处理：ETL、数据挖掘、机器学习

  • 系统服务：守护进程、系统服务、内核模块

高级项目

  • 分布式系统：集群管理、负载均衡、一致性

  • 高性能计算：并行计算、GPU计算、科学计算

  • 嵌入式系统：IoT设备、实时系统、驱动程序

  • 系统级应用：操作系统、数据库引擎、编译器

💡 最佳实践

代码规范

  • Google C++ Style：代码风格、命名规范

  • C++ Core Guidelines：最佳实践、安全编程

  • Clang-format：代码格式化、风格统一

  • Clang-tidy：静态分析、代码检查

性能优化

  • 编译器优化：O2/O3优化、内联函数、循环优化

  • 内存优化：内存池、对象池、缓存友好

  • CPU优化：SIMD指令、分支预测、流水线

  • IO优化：异步IO、零拷贝、内存映射

安全实践

  • 内存安全：智能指针、RAII、边界检查

  • 类型安全：强类型、模板特化、类型擦除

  • 并发安全：锁、原子操作、无锁编程

  • 系统安全：权限控制、输入验证、缓冲区溢出防护

📝 学习笔记

重要概念

  • RAII：资源获取即初始化、自动资源管理

  • 智能指针：unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr

  • 模板编程：函数模板、类模板、模板特化

  • STL：容器、算法、迭代器、函数对象

设计模式

  • 创建型模式：单例、工厂、建造者、原型

  • 结构型模式：适配器、装饰器、代理、外观

  • 行为型模式：观察者、策略、命令、状态

  • C++特色：RAII、模板元编程、CRTP

并发编程

  • 线程管理：std::thread、线程池、任务调度

  • 同步原语：mutex、condition_variable、semaphore

  • 原子操作：atomic、内存序、无锁编程

  • 异步编程：future、promise、async

🔧 开发工具

IDE与编辑器

  • Visual Studio：专业IDE、智能提示、调试

  • CLion：跨平台IDE、CMake支持、调试

  • VS Code：轻量级、C++插件、调试支持

  • Vim/Emacs：命令行、高效编辑

构建工具

  • CMake：跨平台构建、依赖管理、测试

  • Make：传统构建、规则定义、依赖关系

  • Ninja：快速构建、并行编译

  • Bazel：大规模构建、增量编译

测试工具

  • Google Test：测试框架、断言、Mock

  • Catch2：现代测试框架、BDD风格

  • Boost.Test：功能丰富、集成测试

  • CppUnit：单元测试、测试套件

部署工具

  • Docker：容器化、多阶段构建、镜像优化

  • Kubernetes：容器编排、服务发现、自动扩缩

  • Nginx：反向代理、负载均衡、静态文件

  • Systemd：系统服务、进程管理、日志