你将获得
- 一条通往系统级程序员的学习路径
- 全面深入拆解计算机内存系统
- 吊打面试官的 N 个小技巧
- 从内存贯穿全局，全面提升底层硬实力
课程介绍
作为程序员，我们每天都在跟计算机内存系统打交道。无论你是做移动端、服务端，还是全栈开发，难免遇到些复杂问题，诸如：
- 如何解决缓冲区溢出带来的安全问题？
- 如何利用好 CPU Cache 优化程序的性能？
- 如何在大型系统里设计适合自己业务的内存池？
- 设计高性能的并发库时，要考虑哪些与内存相关的因素？
对于这些问题，你只有深入到计算机内存中，才能找出最佳的解决方案。而且，现在企业愈加青睐于擅长处理复杂问题、能进行底层开发的系统级程序员，这也是为什么，计算机内存相关的话题几乎是大厂面试的必考内容。
内存相关的知识如此重要，但学起来并不是一件简单的事情。这是因为，内存知识太过庞杂，涉及到 CPU 硬件设计、操作系统、编译器，以及编程语言库、虚拟机等众多领域，需要你有大量的知识储备。
更何况，内存相关的知识能够串联起计算机软、硬件的全局脉络，提高你的底层实力，是你从普通程序员向前精进，突破职业生涯瓶颈的不二选择。
所以，这次我们请来了华为资深编译器专家、原 Huawei JDK 负责人海纳老师。海纳老师会用自己十余年的编程经验，带你全面拆解计算机内存系统，给你一条从内存出发，通往系统级程序员的高效学习路径。同时，我们在每节课课后都设置了“吊打面试官”小卡片，涉及各大厂高频面试真题，让你全方位提升自己在内存上的实战能力。
课程模块设计
本课程一共分为三个部分。
第一模块：软件篇。
我们知道，操作系统是软硬件设计的核心，它管理着所有的硬件资源，同时又为各种运行在它上面的应用程序提供服务。因此，在软件篇，老师会以操作系统为核心，把进程和内存的关系给你彻底讲清楚，让你对操作系统、编译器，以及应用程序的运行原理有深入的理解。这样，当你遇到进程 crash 时，分析 coredump、查看内存映射等都能游刃有余。
第二模块：硬件篇。
在硬件篇，老师将会带你学习与内存相关的计算机体系架构，包括多核 CPU 内存模型、存储体系结构和存储器电路。
通过这一模块的学习，你可以快速掌握缓存原理、多核 CPU 通信的核心知识，让你最大限度地使用好缓存，写出正确而高效的代码。同时，我们课程里对硬件知识的讲解，还可以让你掌握 CPU 设计一些简单原理，并且在此基础上，可以深入地学习 RISC-V 等开源 CPU 的实现。
第三模块：自动内存管理篇。
学习内存管理算法，能够让我们正确地使用各种不同的语言，比如在 Python 和 Swift 中要注意解循环引用等。而且，你还可以通过学习原理处理各种应用层面的问题，例如 Java 程序的 STW 问题，等等。
因此，在你掌握好计算机软硬件相关的内存基础后，老师会带你深入学习内存管理算法，逐一攻克 C++ 和 Java 语言内存模型（JMM）、垃圾回收算法等相关知识，同时帮你熟练运用它们，解决开发中的各种疑难杂症。
课程目录
开篇词|为什么你要系统学习计算机的内存知识?
软件篇
01 虚拟内存:为什么可用内存远超物理内存?
02 聊聊X86体系架构中的实模式和保护模式
03 内存布局:应用程序是如何安排数据的?
04 深入理解栈:从CPU和函数的视角看栈的管理
05 栈的魔法:从栈切换的角度理解进程和协程
06 静态链接:变量与内存地址是如何映射的?
07 动态链接(上):地址无关代码是如何生成的?
08 动态链接(下):延迟绑定与动态链接器是什么?
09 深入理解堆:malloc和内存池是怎么回事?
10 页中断:fork、mmap背后的守护神
11 即时编译:高性能JVM的核心秘密
12 内存虚拟化:云原生时代的奠基者
硬件篇
13 存储电路:计算机存储芯片的电路结构是怎样的?
14 CPUcache:访存速度是如何大幅提升的?
15 MESI协议:多核CPU是如何同步高速缓存的?
16 内存模型:有了MESI为什么还需要内存屏障?
17 NUMA:非均匀访存带来了哪些提升与挑战?
自动内存管理篇
18 Java内存模型:Java中的volatile有什么用?
19 垃圾回收:如何避免内存泄漏?
20 Scavenge:基于copy的垃圾回收算法
21 分代算法:基于生命周期的内存管理
22 G1GC:分区回收算法说的是什么?
23 PauselessGC:挑战无暂停的垃圾回收
24 GC实例:Python和Go的内存管理机制是怎样的?
结束语|自主基础软件开发的那片星辰大海
讲师介绍
海纳，华为资深编译器专家，原 Huawei JDK 团队负责人。著有《自己动手写 Python 虚拟机》，并长期维护知乎专栏《进击的 Java 新人》，他的《从零开始写 Linux 内核》也即将面市。
海纳的工作涉及数据库、操作系统、编译器和图像处理，以及计算机视觉等方面，他在这些领域积累了大量的一线实战经验。同时，他也是开源社区的积级贡献者，发起了 Railgun 虚拟机和海浪编程语言等项目。