学习内核

最新推荐文章于 2024-11-12 10:43:59 发布
chudaxiakkk
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  作者：麻薬販売穗乃果
链接：https://www.zhihu.com/question/20541014/answer/93834041
来源：知乎
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   “以后想从事Linux 后台开发”
根据这个描述，题主应该是打算入linux系统开发这个坑
   说到linux或者unix开发，没有用过这类系统以及没接触过底层系统开发的人都会错误地认为，系统开发就是开发系统，所以他们总是觉得，非要去看懂系统源码才能干系统开发。
实际上这也是这几年我司招应届生遇到的一个尴尬问题，就是好多人不敢投系统开发岗的原因是因为他们觉得自己没读过linux源码，没那个“资格”投系统开发。
实际上系统开发这个岗的工作无外乎就是调用现有的linux操作系统外部编程接口（applicant programming interface, API）来实现一些“底层应用”，需要他们了解的无外乎就是socket接口，TCP/IP协议，以及一些基本的服务端编程经验，例如你要是用linux的socket api for C写过服务器那就更好了。
   简单介绍一下几个与操作系统相关的开发层次：
1）硬件系统开发：这一层主要负责做一些诸如电路板设计，如VHDL，实现一个提供基本二进制映射的芯片器，或者将硬件指令烧制到CPU内部实现微指令集之类的工作，不属于IT公司所说的底层开发。
2）内核系统开发：这一层主要负责在给定的体系结构系统上实现一个操作系统，从无到有实现一个操作系统。所谓实现一个操作系统，无外乎就是实现操作系统的一些服务和功能，例如，提供文件读写啊，提供TCP/UDP的数据传输接口啊。这一层位于系统API之下，具体而言，就是试图在硬件结构之上实现系统的编程接口的功能。什么意思？大家应该都调用过read/write函数，但是有人想过这些函数是怎么实现的吗（就类似于大部分C语言学习者都用过printf但是很少有人去考虑实现一个printf吧），这就是内核开发干的事儿，即实现那些你经常调用的系统函数。
3）系统应用开发：这一层是大部分IT企业所说的系统开发干的事儿，就是，调用我上面说的那些系统API去实现一些基本的应用功能，例如用linux提供的文件读写接口函数实现一个STL，例如用linux socket接口实现一个HTTP协议的服务器（如nginx或apache之类的服务程序）。你可以发现，干这些活其实不需要真的去了解内核代码，即不需要去了解这些程序所调用的API是怎么实现的，你需要了解的无非是：我调用那些系统函数，这些系统函数是干什么的，接受什么参数，按什么顺序调用；最后根据你需要实现的功能去编写代码。
   
   
    
    
   所以题主现在的问题是，他错误地把这个图中“内核开发”那一块的工作当成后台开发的全部，而实际情况是，后台系统开发的工作大部分都集中在第一层和第二层！
   
   对于linux开发，如何入门？
其实既然你打算入这个坑，那么看看Linux源码也没坏处。
   但凡事都要循序渐进，我的建议是题主可以根据这样一个姿势入坑：

   首先，了解如何使用linux

   换言之，你需要从了解这个系统“提供哪些功能/服务”开始，学习shell脚本，练习如何在命令行端口使用linux提供的各类操作，如文件删除，创建，格式化，链接等等。这个过程是必不可少的，一个不了解linux提供什么功能的人，去看代码也看不懂它到底是打算实现个什么玩意儿。
   入门书推荐底下两本：
1）鸟哥的linux私房菜（不想买书的可以去看他的博客 ==>鸟哥的Linux私房菜简体首页）
2）Linux命令行和Shell脚本大全
其中强烈推荐基础较弱的可以用鸟哥那本来入坑，相对没那么复杂，原理介绍什么的都还算浅显易懂。

   2. 其次，学习使用linux系统库函数
在你了解了linux操作系统提供哪些具体功能后，你肯定对它的某些功能非常感兴趣，例如，你可能会问，这个权限怎么检查，怎么去实现一个cat/rm/rmdir之类的文件处理命令，怎么去编程实现ping这类命令？那么你就需要了解系统API，即了解linux都提供了你那些系统函数可供调用。学习用书推荐两本：

   UNIX高级环境编程
UNIX网络编程

   第一本介绍UNIX系统的主要几个编程接口，包括文件读写，网络接口读写等，读完这本书中的API你会了解如何自己去实现那些shell脚本中的文件处理命令。
第二本重点介绍UNIX系统提供的套接字API（socket API）。这些套接API提供了用户TCP和UDP传输层协议的编程接口，以及一些多线程的编程接口。
利用这些接口你可以实现一个你自己的“服务器程序”，实际上，那些比较牛逼的apache或者nginx的服务器程序就是通过调用linux的套接字接口，来实现了HTTP协议的服务器程序。
   发现了吗？Linux系统直接提供了TCP/UDP的传输层编程接口，而底层开发的时候，你不需要去了解TCP/UDP的具体实现机制，只需要关注如何设计应用层协议，如何编程实现应用层协议，如何优化TCP连接队列等。这是目前我司招的学生主要干的事情，至于优化linux的网络协议模块，额，这基本上是一个低概率事件，实际情况是，如果可能，我们大多选择优化应用层协议。
   这也反映了一个问题，现在很多学校对HTTP协议只进行简要介绍，但是对协议的具体实现提及甚为罕见。而在实际工作中，我们又很缺一些了解和实践过HTTP等应用层协议的开发人员，这可能是个问题吧。

   3. 学习应用层协议，阅读开源服务器源码：在你足够了解linux的底层socket API之后，你可以尝试着去看一些开源服务器，如nginx的源码，了解一些应用层协议的具体机制，如HTTP。这方面资料你可以自己去百度
   我看的是这两本：
《HTTP权威指南(国内首本HTTP及其相关核心Web技术权威著作)》([美]David...)【简介
《Nginx高性能Web服务器详解》(苗泽...)【简介
   4. 深入内♂部：由于你已经了解了系统接口，同时也学习了如何使用这些接口进行编程，那么接下来再去了解linux系统的源码就是游刃有余了。不过linux源码那么长，功能那么多，你不是每个都需要去看的，根据需要选择自己感兴趣的部分进行阅读，建议你可以先从了解linux的系统架构开始，接着选择模块进行代码阅读。

   TCP/IP详解：总共三卷，涉及到协议的实现机制（比那本国内的计算机网络要详细的多），协议的实现，以及应用层协议的实现等，如果你打算入网络这个方向的坑，可以试着在读完史蒂芬的《unix网络编程》两卷之后去看看这三本神书，也是他写的，虽然我没读过→_→
深入Linux内核架构：如果你想了解linux系统，那么从架构入手是最吼滴，推荐下面两本

   《深入Linux内核架构 （德）莫尔勒 著》（德）莫尔勒 著
《Linux 内核完全剖析――基于0.12内核》(赵炯...)【简介

   参考书目链接（购买需谨慎，没到那步请先不要购入）

   第一阶段：学习使用linux系统命令
[1] 
   《鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇(第三版)(Linux领域名人鸟哥带你迈入Linux殿堂)》(鸟哥...)【简介
[2] 
   《鸟哥的Linux私房菜:服务器架设篇(第3版)（超级畅销书第三次改版升级，适用于各种主流Linux版本！决战大数据时代！IT技术人员不得不读！）》(鸟哥...)【简介
[3] 
   《Linux命令行与Shell脚本编程大全（第2版）(轻松全面掌握命令行和shell 黑客进阶必读)》([美]Richard...)【简介

   第二阶段：学习linux系统函数
[4] 
   《UNIX环境高级编程(英文版 第3版)》([美]W...)【简介
[5] 
   《UNIX网络编程(卷1套接字联网API第3版)/图灵计算机科》(美)史蒂文斯//芬纳//鲁道夫
[6] 
   《UNIX网络编程 卷2 进程间通信 第2版 英文版》([美]W....)【简介
[7] 
   《Linux/UNIX系统编程手册(上、下册)》([德]Michael...)【简介
[8] 
   《UNIX编程环境》([美]Brian...)【简介

   第三阶段：使用linux API开发系统应用[9] 
   《HTTP权威指南(国内首本HTTP及其相关核心Web技术权威著作)》([美]David...)【简介
[10] 
   《Nginx高性能Web服务器详解》(苗泽...)【简介
[11] 
   《TCP/IP详解  卷1：协议（英文版第2版） （TCP/IP领域不朽名著，Stevens传世之作）》(（美）Kevin...)【简介

   第四阶段：研读linux内核源码
   其实没啥好推荐的，等你到了这个阶段问其他大神吧 TvT
PS：请务必记住，上面的书不是说你现在就马上买进来！注意，必须是你到了这个学习的阶段再买，否则买来浪费钱你还看不懂。
   推荐些源码

   学习使用linux API开发服务端程序的源码你可以去看看nginx，这是目前实际应用比较多的，但是有个前提，就是你已经通过第二阶段的学习，并进入第三阶段再学。
nginx: download
《Nginx高性能Web服务器详解》(苗泽...)【简介
   Linux系统开发学习路线图总结

   
   
    
    
   当然，
   无论你是往上走（系统应用开发），还是往下走（内核/开发操作系统），前两个都是必经之路（当然有的大神早已对第一第二步是轻车熟路，还求轻喷- -）
   
   至于题主说的，自己想做“linux后台开发”，那么就是要往上走，因为目前国内比较需要的就是开发和维护服务器程序，无外乎写几个脚本（第一阶段），牛逼点的让你开发个小的服务器/日志处理程序（第二阶段），牛逼哄哄的就抓去优化现有的服务器架构（往上走，第三阶段），极少有需求会提及优化TCP/UDP程序接口的（往下走，第四阶段）。
   当然貌似有些公司就特别喜欢自己搞一套新的内核模块装逼，但我所在的部门很少去重构个内核啥的，我所了解的服务端底层开发还没见有多少涉及到重写内核的。
   当然，如果你除了第一到第三阶段的技能点都点满外，还读过linux内核代码，那么是加分项，面试官也不会因为你学了个不怎么用的技术就去鄙视你，毕竟我周围不少同事也没读过linux内核，他们大都处于第二步的初期学习阶段

   或者第一阶段TwT--------------------------------------------------------------
还有题主说C语言，算法什么的，那是基础好吗，你数据结构都没学好的话，估计也是通不过笔试的吧→v→