学习底层技术的必要性

所谓底层软件，就是被应用层软件依赖的软件。比如数据库，缓存，网络服务器等。程序员如果走技术路线，离不开底层知识。因为学习底层知识可以：

• 提升技术深度。软件开发的门槛一直在降低，尤其是有了AI工具之后。这是因为大部分开发工作其实是在拼接或调用已有的组件。可以尝试在技术深度上增加竞争力。
• 增加工作机会。程序员不必限定在低门槛的 CRUD 工作中，更不必用语言、框架来限定自己。各种层面的软件都需要人来开发。这就需要提前学习底层知识。
• 增强工作能力。即使不是直接参与底层开发，日常工作中的排查问题、性能优化、架构设计也要用到大量计算机知识。如果没有系统化的学习和实践，就难以掌握。

通过动手做项目来学习底层开发

编程是实操技能，所以要结合项目来学习。比如手写数据库，Redis，HTTP服务器。

• 通过动手来验证学习成果。许多底层知识，包括操作系统、网络、数据结构等，都是计算机专业的课程，然而大部分程序员只是了解，工作中没有应用。这类项目创造了实践机会。
• 可参考真实项目，需求明确，不会闭门造车。
• 有利于求职。一个有技术深度的项目可以作为亮点，尤其是没有项目经历的学生。面试时如果问到底层技术，你可以告诉对方，你自己代码实现过，强于背诵八股文。

学习路线

各种底层软件涉及到的知识，主要分成这几块：

• Linux 下的开发：网络、并发、操作系统等。
• 计算机基础知识：数据结构、计算机原理（二进制、内存、指针、CPU指令等）。
• 编程语言：C, C++, Rust。这些是能直接触达硬件和操作系统API的语言。

作者挑选了一些“从0开始实现X”的项目和教程，全面覆盖这些知识。这些项目既是一个循序渐进的学习途径，也是自身能力的证明。完成其中任何一个都会让你在求职时脱颖而出。

项目1：从0开始实现 Redis

Redis 涵盖的底层知识较广：Linux API、网络编程、数据结构等。网上有个高质量教程：

• Build Your Own Redis with C/C++

  因为各种知识都有涉及，所以适合入门学习。而且这个教程是按照实用的角度来编写的，没有过度简化，可以深入学习。

项目2：从0开始写数据库

很多复杂的底层技术背后的原理其实都不难。比如数据库原理，虽然网上有各种理论资料，但很多都是管中窥豹。能教你完整的实现一个数据库的教程不多见。但根据作者的实践，只需3000行代码，就可以实现核心功能（SQL，储存，索引，并发）。

• 从零开始手搓数据库(Go):

  作者正在编写的教程。从零开始实现 KV 存储引擎，SQL，LSM树索引等。教程由几十个循序渐进的小步骤组成，每步最多几十行代码，并有测试用例来指引。

• Build Your Own Database in Go:

  在 Reddit 和 HN 上很火的教程。完整度高，包含 B+tree、SQL、事务、并发。

项目3：编译器/解释器

通过自己创造一门编程语言，来学习计算机如何运作、学习汇编、深入理解编程语言。

• From Nand to Tetris:

  跨度很广的项目。虚构了一个计算机，从底层的逻辑门一直学到顶层的编程语言。

• From Source Code To Machine Code:

  简单的编译器，输出可运行的 binary，完成后很有成就感。学习 x64 汇编和底层细节。

• Learn C & Build Your Own Lisp:

  非常简单的解释器，顺带入门C语言。如果有选择困难，就从这个最简单的项目开始吧。