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# 02 | 先利其器：如何高效学习 eBPF？
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你好，我是倪朋飞。
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上一讲，我们一起了解了 eBPF 的发展历程、基本原理和主要应用场景。eBPF 来源于 Linux 内核子系统 Berkeley Packet Filter (BPF)，最早用于提升网络包过滤的性能。后来，随着 BPF 技术的逐步完善，它的应用范围从内核空间扩展到了用户空间，并逐步在网络、可观测以及安全等方面获得了大量的应用。
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了解过这些的你，很可能遇到了我曾经有过的疑惑：作为 Linux 内核的一部分，eBPF 这么底层的技术，到底该如何学习才能更高效地掌握它？
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这是初学者经常遇到的问题：在学习 eBPF 的知识和原理时，找不到正确的方法，只是照着网络上并不全面的片段文章操作，或者直接去啃内核的源码，这样往往事倍功半。甚至，还可能被海量的信息淹没，失去了持续学习的信心，“从入门到放弃” 。那么今天，我们就一起来看看，怎么才能高效且深入地学习 eBPF。
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## 学习这门课需要什么基础？
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首先，在学习 eBPF 之前你要明白，eBPF 是 Linux 的一部分，它所有的应用都需要在 Linux 系统中完成（虽然 Windows 也已经支持了 eBPF，但暂时不够成熟）。所以，我希望你**至少熟练掌握一种 Linux 系统（比如 Ubuntu、RHEL）的基本使用方法**，包括：
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* 熟悉 Linux 系统常用命令的使用方法；
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* 熟悉 Linux 系统常用软件包的安装方法；
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* 了解 Linux 系统常用的网络工具和基本的网络排错方法。
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因为这门课的核心在于 eBPF，所以在后续的内容中，我不会详细介绍这些基本的 Linux 系统使用方法。所以，你需要提前掌握这些基本知识。这样，接下来我在讲解 eBPF 时，你就更容易理解背后的工作原理和详细使用方法，也更容易明白每一步实践操作的具体含义。
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其次，由于 eBPF 是内核的一部分，在实际使用 eBPF 时，大都会涉及一些内核接口的编程。所以，我希望你**有一定的编程基础（比如 C 语言和 Python 语言），并了解如何从源代码编译和运行 C 程序。**以 C 语言和 Python 语言为例，主要包括：
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* 了解 C 语言和 Python 语言的基本语法格式，并能够看懂简单的 C 语言和 Python 语言程序；
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* 了解 C 语言程序的编译方法，并了解 make、gcc 等常用编译工具的基本使用方法；
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* 了解 C 语言和 Python 语言程序的调试方法，并能够借助日志、调试器等，在程序出错时排查问题的原因。
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虽然这些内容看起来可能会很难，并且内容很多，但实际上任何一本 C 语言和 Python 语言的入门书籍都会讲到这些基本知识，这里我推荐适合编程入门者的 《C 程序设计语言》和《Python 编程：从入门到实践》（如果你更喜欢用视频的方式学习，也可以在 B 站中找到很多入门的视频教程）。
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了解了 C 语言和 Python 语言的编程基础，我在后续讲解 eBPF 和 Linux 内核相关的编程接口时，你就能够更好地理解这些编程接口的原理，也更容易通过编程把 eBPF 变成自己的武器。
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最后，虽然 eBPF 是 Linux 内核的一部分，其编程接口也通常涉及一定的内核原理，但**在刚开始学习时，我并不建议你深入去学习内核的源码**。就像我在《Linux 性能优化实战》专栏中提到的那样：学习一门新的技术时，你并不需要了解所有与这门技术相关的细节，只要了解这个技术的基本原理，并建立起整个技术的全局观，你就可以掌握这个技术的核心。
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## 学习 eBPF，重点是什么？
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在开篇词里，我已经提过这一点：学习一门新技术，最快的方法就是理解原理的同时配合大量的实践，eBPF 也不例外。因而，我们学习 eBPF 的重中之重就是：
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* 理解 eBPF 的基本原理；
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* 掌握 eBPF 的编程接口；
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* 通过实践把 eBPF 应用到真正的工作场景中。
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这门课会针对不同场景，把这三个重点方面给你讲清楚，也希望你一定要花时间和心思来消化它们。
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其实，如果你之前学习过我的上一个专栏《Linux 性能优化实战》，你就已经把 eBPF 用到了性能优化的场景中。作为最灵活的动态追踪方法，[BCC](https://github.com/iovisor/bcc) 包含的所有工具都是基于 eBPF 开发的。如下图（图片来自 [www.brendangregg.com](https://www.brendangregg.com/Perf/bcc_tracing_tools.png)）所示，BCC 提供了贯穿内核各个子系统的动态追踪工具：
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所有的这些工具都是开源的，它们其实也是学习 eBPF 最好的参考资料。**你可以先把这些工具用起来，然后通过源码了解它们的工作原理，最后再尝试扩展这些工具，增加自己的想法。**
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但是切记，BCC 等工具并不是学习的全部。工具只是解决问题的手段，关键还是背后的工作原理。只有掌握了 eBPF 的核心原理，并且结合具体实践融会贯通，你才能真正掌握它们。
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最后，为了让你对 eBPF 有个全面的认识，我画了一张思维导图，里面涵盖了 eBPF 的所有学习重点，这门课中也基本都会讲到。你可以把这张图保存或者打印下来，每学会一部分，就在上面做标记，这样就能更好地记录并把握自己的学习进度。
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## 怎么学习更高效？
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前面，我给你讲了 eBPF 的学习重点，接下来我再跟你分享几个学习技巧。掌握了这些技巧，你可以学习得更轻松。
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**技巧一：虽然对内核源码的理解很重要，但切记，不要陷入内核的实现细节中。**
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eBPF 的学习和使用绕不开对内核源码的理解和应用，但并不是说学习 eBPF 就一定要掌握所有的内核源码。实际上，如果你一开始就陷入了内核的具体实现细节中，很可能会因为巨大的困难而产生退意。
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你要记得，学习 eBPF 的目的并不是掌握内核，而是利用 eBPF 这个强大的武器去解决网络、观测、排错以及安全等实际的问题。因而，对初学者来说，掌握 eBPF 的基本原理以及编程接口才是学习的重点。最后再强调一遍，学习时要分清主次，不要陷入内核的实现细节中。
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**技巧二：边学习边实践，并大胆借鉴开源项目。**
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eBPF 的基本原理当然重要，但只懂原理而不动手实战，并不能真正掌握 eBPF。只有用 eBPF 解决了实际的问题，eBPF 才真正算是你的武器。
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得益于开源软件，无论在 Linux 内核中还是在 GitHub 等开源网站上，你都可以找到大量基于 eBPF 的开源案例。在动手实践 eBPF 时，你可以大胆借鉴它们的思路，学习开源社区中解决同类问题的办法。
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**技巧三：多交流、多思考，并参与开源社区讨论。**
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作为一个实践性很强，并且在飞速发展的技术，eBPF 的功能特性还在快速迭代中。同时，由于新技术总有一个成熟的过程，在开始接触和应用 eBPF 时，我们也需要留意它在不同内核版本中的限制。
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所以，我希望你在学习 eBPF 的过程中，做到多交流、多思考。你可以随时在评论区给我留言，写下自己的疑问、思考和总结，和我还有其他的学习者一起讨论切磋。看到优秀的开源项目时，你也可以去参与贡献，和开源社区的大拿们共同完善 eBPF 生态。
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## 小结
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今天，我带你一起梳理了高效学习 eBPF 的方法，并分享了一些我在学习 eBPF 时整理的技巧。
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相对于其他技术来说，eBPF 是一个更接近 Linux 底层的技术。虽然学习它之前不需要你掌握内核的开发，但由于 eBPF 的应用总是伴随着大量的开发过程，你最好可以先熟悉 Linux 系统的基本使用方法，以及 C、Python 等语言的基础编程。
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在学习 eBPF 技术时，你也不需要掌握所有相关技术的细节，只要重点把握 eBPF 基本原理和编程接口，再配合大量的工作实践，你就可以完全掌握 eBPF 技术。
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当然了，eBPF 还处在飞速发展的过程中，多了解开源社区的进展和最新应用案例，多参与开源社区讨论，可以帮你更深刻地理解 eBPF 的核心原理，同时更好地把握 eBPF 未来的发展方向。
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## 思考题
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这一讲和上一讲的内容，都是为我们后续的学习做准备的，你可以把它们当作课前的热身环节。从下一讲开始，我们就要正式进入 eBPF 的世界了。所以，我想请你聊一聊：
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1. 你之前有没有了解过基于 eBPF 的开源项目，可以和同学们分享你觉得优秀的项目吗？
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2. 在学习和使用 eBPF 时，你有哪些心得，又遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享。
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今天的内容就结束了，欢迎把它分享给你的同事和朋友，我们下一讲见。
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