C++后端总览 - 技术栈

一、最关键技术栈（按优先级）

[1. 必须掌握的核心（Core）](#1. 必须掌握的核心（Core）)

[2. 强烈建议掌握的进阶（Advanced）](#2. 强烈建议掌握的进阶（Advanced）)

[3. 加分项 / 进阶方向（Optional）](#3. 加分项 / 进阶方向（Optional）)

二、项目驱动学习路线（一步一步来）

[阶段 0：环境 + 现代 C++ 基础巩固](#阶段 0：环境 + 现代 C++ 基础巩固)

[阶段 1：从零写出一个「多客户端 echo 服务器」](#阶段 1：从零写出一个「多客户端 echo 服务器」)

[阶段 2：引入多线程 + 聊天室项目](#阶段 2：引入多线程 + 聊天室项目)

[阶段 3：二进制协议 + Protobuf + 简易"业务服务"](#阶段 3：二进制协议 + Protobuf + 简易“业务服务”)

[阶段 4：HTTP + 数据库 + RESTful API](#阶段 4：HTTP + 数据库 + RESTful API)

[阶段 5（进阶）：迷你 RPC 框架雏形（可选但非常推荐）](#阶段 5（进阶）：迷你 RPC 框架雏形（可选但非常推荐）)

[三、一个可以直接照着打勾的 Checklist](#三、一个可以直接照着打勾的 Checklist)

网络后端 / 高性能 C++ 服务端：最关键技术栈一览（按优先级）
项目驱动的学习路线（一步步做小项目把知识串起来）
最后给你一个可以照着打勾的 checklist

一、最关键技术栈（按优先级）

1. 必须掌握的核心（Core）

① 现代 C++（以 C++11/14/17 为主）

内存 & 资源管理：RAII、智能指针（unique_ptr / shared_ptr）、对象生命周期
值类别：左值/右值、移动语义（std::move、移动构造/赋值）
STL：vector / map / unordered_map / string / chrono 等常用容器和工具
语言特性：auto、range-based for、lambda、constexpr、enum class
并发库：std::thread、mutex、lock_guard、unique_lock、condition_variable、atomic

② Linux 基础 + C++ 开发环境

常用命令：ls、cd、ps、top、netstat / ss、strace
进程 / 线程概念：PID，fork，退出码，信号（SIGINT、SIGTERM）
文件描述符：打开/关闭、阻塞/非阻塞
构建 & 调试：g++、cmake、gdb 基本用法、valgrind 查内存问题

③ 网络编程（重点！）

TCP / UDP 基础（连接、三次握手、半关闭、粘包/拆包概念）
socket API：socket / bind / listen / accept / connect / send / recv
阻塞与非阻塞 I/O；fcntl 设置 non-blocking
IO 多路复用：select、poll、epoll（必须要会）
典型模式：Reactor 模式、线程池 + 事件循环

④ 多线程并发模型

线程创建 / 退出、线程池
互斥锁、读写锁、条件变量
竞态条件、死锁、假唤醒
原子操作 std::atomic 基本使用

⑤ 协议 & 序列化（基础版）

文本协议：HTTP（请求行、头、Body）、简单自定义文本协议
二进制协议 基本思想：包头（长度、类型、序列号） + 包体
序列化工具：Protobuf（足够你用很久）

⑥ 日志、配置、测试

日志：spdlog 或自己封装一个简单异步日志
配置：读 JSON/YAML 配置文件（如 nlohmann/json）
单元测试框架：Google Test（gtest）------至少会写基础测试
简单压测：用 wrk / ab 这类工具对服务 QPS、延迟做个感性认识

2. 强烈建议掌握的进阶（Advanced）

① 一个主力网络库（择一深入）

Boost.Asio / standalone Asio
或学习别人开源的 C++ 服务器框架的设计思路（muduo 等）

② 数据库 / 缓存基本使用

MySQL：基本增删改查、事务概念
连接池的概念
Redis：KV 缓存，用作会话/简单队列

③ 服务端工程化

配置热加载
统一错误码/返回码设计
模块化（网络层 / 逻辑层 / 存储层分离）

3. 加分项 / 进阶方向（Optional）

简单 RPC 框架原理、gRPC 使用
消息队列概念（Kafka/RabbitMQ，用客户端 SDK）
分布式基础概念：注册中心、心跳、负载均衡、服务发现
性能调优工具：perf、火焰图思想

这些可以在你把"Core + Advanced"打牢之后再逐步加。

二、项目驱动学习路线（一步一步来）

我按"阶段"来设计，每个阶段都有：

要学的知识点
一个项目（你可以真实敲出来）

你可以理解为 4 大阶段，每个阶段大概 3~6 周，看你每天投入时间。

阶段 0：环境 + 现代 C++ 基础巩固

目标：

在 Linux 下自然写 C++，熟悉现代语法和基本调试。

要学：

在 Linux 下用 g++ / cmake 编译项目
C++11/14 核心语法：智能指针、auto、lambda、move、thread
用 gdb 打断点、单步调试、看栈

练手小项目：控制台"任务管理器"

功能示例：

每隔 1 秒打印当前系统：
- CPU 利用率（简单版可以只显示 /proc/stat 分析结果）
- 内存使用情况
支持简单命令：
- list：列出当前进程数
- quit：退出程序

要点：

用 std::thread 做一个后台线程定时采集数据
主线程负责读用户输入命令
用 mutex 保护共享数据（采集线程和主线程）

阶段 1：从零写出一个「多客户端 echo 服务器」

目标：

掌握 socket、阻塞/非阻塞 IO、epoll 基本使用。

要学：

TCP 基础：三次握手、四次挥手概念
socket API：创建、绑定、监听、接受连接、发送/接收
epoll：epoll_create / epoll_ctl / epoll_wait
非阻塞模式 & 简单的事件循环

项目：epoll + 多客户端 echo server

功能：

服务端监听一个端口
多个客户端（你可以用 telnet / nc 连）连接上来
客户端发什么，服务端就原样回什么
客户端断开，服务端能正常识别并清理资源

加一点工程化：

把"连接"封装成一个 Connection 类
把"事件循环"封装到一个类，比如 EventLoop
写简单日志（到文件即可）

阶段 2：引入多线程 + 聊天室项目

目标：

把多线程、线程池、锁玩明白，做出一个真正"可用"的小服务。

要学：

线程池设计：任务队列 + 工作线程
互斥锁、条件变量
简单的生产者-消费者模型
设计一个简单的文本协议（比如：LOGIN:xxx、MSG:xxx）

项目：多人聊天室服务器（文本协议）

功能示例：

客户端通过 TCP 连接上来，先发 LOGIN:用户名
服务器保存"连接 ↔ 用户名"的映射
用户发 MSG:内容，服务器把内容转发给所有在线用户
支持简单命令，如 LIST（列出在线用户）

实现要点：

使用线程池处理消息解析和业务逻辑，网络线程只负责收发
用一个线程安全队列，把从 socket 收到的数据扔到线程池处理
注意：
- 粘包/拆包：可以规定一行一条消息，用 \n 分行
- 连接断开时要清理对应用户和资源

阶段 3：二进制协议 + Protobuf + 简易"业务服务"

目标：

真正写一次"有协议、有结构"的服务，而不是随便发字符串。

要学：

Protobuf：
- 定义 .proto 文件
- 生成 C++ 类
- 序列化 / 反序列化到字节流
设计一个"长度 + 类型 + 序列号 + body"的简单包结构
简单的用户认证 / 状态管理

项目：小型「任务管理系统」服务（TCP + Protobuf）

功能示例（就当它是一个内部管理服务）：

客户端可以：
- LoginRequest：登录
- CreateTaskRequest：创建任务（标题、描述）
- ListTasksRequest：获取我的任务列表
服务端：
- 内存里维护任务列表（结构体或简单数据库）
- 使用 Protobuf 定义请求/响应消息

要点：

在流式 TCP 上实现"先读包头（4 字节长度）→ 再读包体 → 交给业务处理"
业务处理完成后，序列化响应消息，再打包发送
在代码结构上，最好能形成：
- 网络层（连接、读写、事件循环）
- 协议层（编解码）
- 业务层（处理请求）

阶段 4：HTTP + 数据库 + RESTful API

目标：

学会写一个简单 HTTP 服务，接 MySQL/Redis，离实际业务再近一步。

要学：

HTTP 协议基本格式
（可以）自己实现一个简单 HTTP 解析器，或用现成的小 HTTP 库练手
MySQL C++ 客户端库使用（或者用简单 ORM 库）
RESTful 风格：GET / POST / PUT / DELETE 的基本约定

项目：简单「Todo List」Web 服务

功能示例：

HTTP API：
- POST /api/todo 创建待办
- GET /api/todo 获取列表
- PUT /api/todo/:id 修改
- DELETE /api/todo/:id 删除
数据存 MySQL（表结构很简单：id、title、done、create_time）

要点：

初版可以只支持 JSON Body，返回 JSON
引入配置文件（端口、数据库地址）
加日志记录每个请求：
- 时间、方法、路径、耗时、返回码

阶段 5（进阶）：迷你 RPC 框架雏形（可选但非常推荐）

目标：

理解"中间件 / RPC 框架"大致长什么样，为以后走高性能 + 分布式打基础。

要学：

RPC 基本概念：服务端/客户端 stub、请求 ID、超时、重试
服务注册：可以先本地配置文件模拟
简单的连接池设计

项目：自制迷你 RPC

功能示意：

你在客户端这样写代码：

复制代码

RpcClient client("127.0.0.1", 9000);
int sum = client.call<int>("AddService.Add", 1, 2);

实际上：
- call 内部把方法名、参数打包成 Protobuf 消息，发给服务端
- 服务端根据"服务名/方法名"找到对应函数执行，返回结果

要点：

请求中带 request_id，响应携带对应 id
客户端用 std::promise / std::future 或条件变量等待响应
设置超时机制（比如 3 秒超时返回错误）

做到这一步，你就已经明显超过大多数"只会写业务代码的 C++ 后端"了。

三、一个可以直接照着打勾的 Checklist

你可以把这当作自己的学习进度表：

语言与基础

熟悉智能指针 / RAII / move 语义
能用 std::thread + mutex 写多线程程序
会在 Linux 下编译、运行、调试 C++ 程序（g++ + cmake + gdb）

网络与并发

独立写出 socket echo server（单客户端）
用 epoll 支持多客户端连接
通过线程池实现业务与 IO 分离
能解释粘包/拆包、阻塞/非阻塞含义

协议与工程化

能使用 Protobuf 定义并序列化消息
实现"包头 + 包体"的二进制协议解析
有一个项目使用了 Protobuf + 自定义协议
项目里有日志 & 配置文件支持

业务能力

能写一个简单 HTTP 服务
接入 MySQL 做增删改查
提供 RESTful 风格 API（哪怕只支持几种方法）

进阶（加分）

看过/用过 Asio 或类似 C++ 网络库
做过一个迷你 RPC demo（哪怕很简陋）
会使用简单的压测工具测自己服务的 QPS