Free talking about Programming

meetting room 810

什么是计算机

• 计算机器
  • 古人的结绳法
  • 算盘
    • 古代的码农
    • CPU人脑 磁盘账本 内存算盘不具有记忆功能
    • 没有代码，无法做到自动化，人力驱动
• 现代计算机
  • 冯诺伊曼体系结构的计算机
    • 组成：CPU 存储 IO 总线
    • 量子计算
  • IBM大型机到现在的小型机
    • 制作工艺的提升，体积变小运算速度变快
    • 为什么是二进制
      • 模拟电路数字电路
      • 高底电平两种状态 一分钱～10块 五千万～一亿
    • 不一定非要是二进制
      • 需要发现新材料
  • 代码和电力驱动
    • 本质上还是人脑驱动
    • 人生产代码

编程的内功

• 操作系统
  • 进程管理
  • 内存管理
  • 文件系统
  • IO/设备驱动
  • 定时器/中断
• 数据结构与算法
  • 数据的组成方式和操作方式
    • 链表，数组，堆，栈
    • 散列表
    • 树，搜索树，红黑树，B+树
    • 图，路径搜索，广度遍历，深度遍历
  • 提升具体场景下的增删改查性能
    • 堆，最大堆最小堆，最值在顶部，优先队列
    • 栈，语法检查括号匹配
    • 散列表，O(1)
    • 红黑树， Linux内核进程调度算法
    • B+树，数据库索引，存储在磁盘
    • 图：路由器，Cocoapods依赖
• 计算机组成原理
  • 存储金字塔结构，经济角度，折衷设计
  • 有效的原因：局部原理
  • volatile
    • 防止指令重排
    • 防止缓存变量
  • SDWebImage/Glide
• 计算机网络
• 编译原理
• 计算机体系结构

编程的维度

• 一维编程
  • 烂代码生产者
  • 面条逻辑，缺少设计感
  • 打字员，嘛也不懂
• 二维编程
  • 可读性
  • 可维护性
  • 不知道计算机的基本原理
• 三维编程
  • 内功，多线程场景考虑，缓存的使用等等
  • 大智若愚，懂得取舍，不浮夸

进程

• copy on write

进程，厨师cpu菜谱程序，原材料外设，炒菜的动作就是进程。

内存

• 虚拟内存
  • 页面置换算法
• 内存抖动
• 内存对齐

hello.c是如何运行的

• 编译
  • 预处理，去除注释，宏替换
  • 词法分割，token
  • 抽象语法树生成
  • 语法分析，语义分析
  • 前端：编译成为中间产物
  • 后端：编译成为目标平台的汇编代码
  • 汇编器生成二进制代码
    • .so文件
    • iOS的胖安装包 bitcode
    • ABI稳定
• 链接
  • 静态链接
    • 查找缺失的符号
    • 重定位
    • libffmpeg的例子
  • 动态链接
    • 为什么要动态链接：省内存
    • 启动的时候链接
    • 第一次使用的时候链接
    • 手动链接
      • dlopen()
      • dlsyml()
      • dlclose()
    • System.load()
• 装载
  • ELF/PE/Mach-O/.dex
  • 分析文件头
    • Magic-Number
    • 元数据
    • .code .data .bss .rodata .debug .dynamic等等
    • SMT iOS debug模式上线/fishhook
  • 动态链接所需要的库，至少需要官方的运行时库
    • 查找路径
      • *NIX系统下
      • 手动指定/Xcode配置
• 执行：
  • main()数是入口
  • mian()最先执行？
    • attribute(constructor)
    • .init
    • .deinit
    • 静态变量初始化
  • mian()数只是被runtime封装了而已！
• 运行时内存布局
  • 内核空间/用户空间
  • 代码段，数据段，堆，栈
  • 函数调用示例子
    • 寄存器：PC ESP EBP EAX
    • StackFrame
    • 系统调用printf
      • 软中断，硬中断
      • 可变参数
      • 内核陷入int 0x80，内核栈
    • StackOverflow/栈攻击
  • 多线程切换
    • 多线程必要性，IO密集
    • 吞吐量

编程语言的选择

• 我们至少应该会什么？
  • C/C++： “高级汇编语言”，接近机器，更直观的感受
    • 内存分配，管理
    • 指针：引用类型，值类型就是玩具
    • 编译相关
    • JVM，JNI，CoreFoundation, Kernel
  • 面向对象语言
    • Java: 脱离C++那些繁杂的特性，让开发者更关注设计和面向对象的思维方式
    • Swift/Kotlin：现代的语言，现代的特性，更加简洁
  • 动态语言：Js Python Ruby.
  • 函数式语言：
• 交叉训练
  • “语言不重要论”纯扯淡
    • 这些人只会一门语言
    • 或者其它语言hello world
  • 不同的语言有不同的设计理念和代码风格
    • 语言决定思考问题的模式
    • 自然语言：汉语vs英语
    • RxJava vs RxJs; TypeScript的出现
• 作为使用者，大胆评判
  • 工具的使用者不需要了解工具的原理
  • 你的直观感受？
  • 只需要吃菜，不需要做饭

编程语言的进化

• 纸带打孔：Debug & 重写
• 汇编：CPU指令集的映射，不具有可移植性
• C语言
• 高级语言：面向对象，函数式
• 语言的设计目标：
  • 跨平台
  • 执行高效
  • 省内存
  • 易于学习
  • 高级特性，可读性强

语言也需要营销，你会的不代表好，只是你恰巧会。Java大量借鉴了smalltalk，由于缺少宣传smalltalk已经泯然众人。