编程技术

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程序员如何实现财富自由系列之：利用程序员技能进行网站开发和销售

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.简介

在互联网行业里，不仅有大量的高薪聘用技术人员，还有很多优秀的技术人员通过个人能力或个人作品获得收入和利润。2017年国内IT企业新增就业人数超过9万万人次，其中80%以上为程序员。而从事程序员工作需要熟练掌握各种编程语言、软件工程理论、计算机网络知识、数据库设计及相关技能。

然而，像大多数程序员一样，还有很多技术问题摆在面前，如服务器性能优化、安全防护、系统架构设计、算法问题、用户体验设计等等。这些问题需要技术人员精益求精，充分准备并持续学习新知识、提升自我才能解决。那么，如何利用程序员的知识进行网站开发和销售呢？该怎么做呢？本系列文章将带领大家一起探索这一门技术，分享一些自己亲身经历的心得和感悟。

2.基本概念术语说明

2.1 服务器端

服务器（Server）是指存放数据的地方，可以理解为电脑硬盘或者U盾牌。在互联网中，服务器通常为商店、论坛、博客、博客引擎等提供信息服务，并存储客户上传的文件等资料。网站制作时所使用的服务器端包括PHP、ASP、JSP、Python等。

2.2 数据库

数据库（Database）用于保存数据，用来存储网站的数据、用户信息、商品信息等。数据库管理系统负责管理数据库，如SQL Server、MySQL、Oracle、MongoDB、Redis等。

2.3 模板化

模板化（Templating）是一种让浏览器更容易阅读的信息结构。模板化技术可以让前端工程师用易于阅读的标记语言编写网页的代码，而不是直接编写HTML、CSS、JavaScript代码，从而提高网页的易读性和可维护性。目前最流行的模板化技术是基于MVC模型的前端框架，如React、AngularJS、Vue.js等。

2.4 CMS

内容管理系统（CMS）是一种管理网站内容的工具软件。它可以帮助站点管理员编辑网站的内容，同时也提供了许多功能模块，如图库、联系表单、搜索功能、用户权限控制等。目前最流行的CMS有WordPress、Magento、Shopify等。

2.5 数据采集

数据采集（Data Collection）是一种自动化收集网站上的数据的方式。一般情况下，网站的访问日志、搜索关键词、浏览记录等数据都可以由采集工具采集，然后进行分析处理后生成报表。数据采集工具有Apache Nutch、Scrapy等。

2.6 前端页面

前端页面（Front-end Page）是在浏览器中呈现给最终用户的页面，其主要作用是向用户显示网站的内容、导航栏、侧边栏、商品展示区等。前端页面的组成包括HTML、CSS、JavaScript等，不同的前端页面使用的技术也不同。例如，静态页面（如纯HTML/CSS页面）和动态页面（如JavaScript+AJAX技术的网页）。

2.7 SEO

SEO（Search Engine Optimization）是搜索引擎优化（Web Search Engine Marketing）的缩写，即搜索引擎网络营销策略。它是为了让网站能够被搜索引擎检索到而对网站进行策划、维护和更新。SEO方法包括页面Title设置、Alt标签设置、Description标签设置、目录设置、内部链接建设、外部链接建设、链接跳转率优化、权重调整、流量激增、内容排名优化等。

2.8 SEM

SEM（Search Engine Marketing）是搜索引擎营销（Digital Marketing）的简称。SEM通常是在社交媒体平台上的广告投放活动，目的是通过影响目标用户的搜索结果，提高营销转化率。SEM可以根据不同目标人群需求，选择适合的营销方式进行投放。

2.9 UGC

用户 Generated Content 是指用户自己在网站上产生的内容，比如博文、评论、留言、图片、视频等。用户生成的内容属于原创内容，可以吸引用户参与讨论、发表观点和意见。目前，用户生成的内容呈现形式多样，比如微博、微信、贴吧、知乎、博客、微博、论坛等。

2.10 SEO工具

SEO工具（Search Engine Optimizer Tools）是指可以帮助网站运营者优化网站的SEO，提升网站排名质量的工具。主要包括页面Speed、Content Analysis、Link Building、Backlink Management、Keyword Research、Traffic Rankings、Keyword Planner、Social Media Marketing、Email Marketing、Internal Links Management等。

2.11 API

API（Application Programming Interface）应用程序接口，是两个应用程序之间沟通的方法。它定义了双方的接口规范，规定了各个模块之间的通信方式。API能够使得两者间的数据传递变得更加顺畅，促进信息共享和交流。目前，API已经成为各种应用和服务的标配技术。

3.核心算法原理和具体操作步骤以及数学公式讲解

3.1 页面Speed优化

对于网站的加载速度来说，首先应该考虑减少HTTP请求数量，也就是尽可能合并多个文件。减少请求数量可以节省服务器资源，提高响应速度；同时还能减轻客户端设备的负担。除了合并文件外，还可以通过压缩文件、缓存静态资源、开启Gzip传输、使用CDN等方法减少响应时间。

3.2 安全防护

网站安全保障是一个重要的问题。作为互联网产品的一部分，网站应当对用户隐私信息（如用户名、密码、支付信息等）保密，并遵守网络安全法律法规。网站的安全防护主要有三种方式：

  1. HTTPS加密传输协议：HTTPS全称Hypertext Transfer Protocol Secure，是当今应用最普遍的安全传输协议。它采用SSL/TLS加密技术，确保了网站数据的安全传输。
  2. IP地址封禁：通过IP地址封禁，可以限制不法分子对网站的访问。当黑客侵入网站时，他只能从已知的IP地址进入网站，无法获取任何敏感数据。
  3. 输入参数过滤：输入参数过滤可以避免攻击者通过“特殊”字符植入恶意代码。如“<”、”>”、“;”、“&”、“|”等符号会对网站的运行造成威胁。

3.3 系统架构设计

网站的架构设计是指网站整体的结构和布局。网站的架构决定着网站的运行效率、可靠性和扩展性。网站的架构可以分为以下几个部分：

  1. Web服务器：网站运行的核心服务器。负责处理网站的请求，响应请求并返回网页内容。Web服务器的选择取决于网站的访问量和带宽大小，并考虑网站的部署环境和硬件配置。
  2. 数据库服务器：存储网站的所有数据。数据库服务器的选择也很重要，需要兼顾硬件配置、存储空间、数据量等因素。
  3. 应用服务器：网站的功能模块都运行在应用服务器上。应用服务器的作用就是把用户请求转换为代码执行过程。应用服务器的选择也是根据网站的特点来确定。
  4. 负载均衡服务器：负载均衡器是一个集中管理服务器负载的设备。当网站服务器、数据库服务器和应用服务器都架设在同一个服务器上时，负载均衡器可以平衡服务器负载，提高网站的运行效率。负载均衡服务器的选择也要结合网站的访问量、服务器配置、网络带宽等因素来做出决定。

3.4 算法原理

算法（Algorithm）是指用来解决特定类问题的一组指令，它由计算步骤、数据集合、程序和数据结构五部分组成。算法具有一定准确性和可重复性，并且能够解决实际问题。算法的设计思路可以归结为“分而治之”。

3.5 分布式架构设计

分布式架构（Distributed Architecture）是指通过把任务分布到不同地域、机构或部门等多台计算机上，完成某项任务。分布式架构可以有效降低单台计算机的处理能力瓶颈，提高整个系统的处理速度。分布式架构通常有三种类型：

  1. Master-Slave架构：Master节点主要处理任务调度，包括任务分配、任务监控和容错；Slave节点主要处理具体任务。
  2. Peer to Peer架构：节点之间通过直接通信实现数据共享。
  3. Client-Server架构：客户端请求服务端处理请求，服务端处理请求并返回结果，两者之间通过网络通信。

3.6 用户体验设计

用户体验（User Experience）是指满足用户需求、沉浸其中的体验。好的用户体验可以改善用户的满意度、忠诚度、留存率，降低投诉率、增长率。好的用户体验设计需要考虑多方面因素，比如色彩、尺寸、动画、布局、文字，还有网页的可读性、可用性、便携性、响应速度、导航效率、可用性等。

3.7 内容排名优化

内容排名优化（Content Ranking Optimization）是指通过搜索引擎的规则，对网站内容进行排序，从而将搜索到的内容展示给用户。内容排名优化的方式有手动排名和自动排名。手动排名需要分析网站内容并依据排名规则来赋予排名，比较繁琐；而自动排名则不需要人工干预，只需根据关键字搜索到相关内容，再根据规则计算排名。

3.8 Google Analytics优化

Google Analytics（分析）是谷歌推出的一个网站流量统计工具，它可以实时的跟踪网站的访客、查看页面的停留时间、搜索查询次数、转化率、浏览路径等详细数据。Google Analytics可以帮助网站运营者了解用户行为习惯、访问状况、优化内容、提升用户体验。但Google Analytics的使用范围有限，不能代替网站的日常运维工作。因此，还需要结合网站的分析工具和流量监测系统进行完整的网站性能监测和管理。

3.9 Google AdSense优化

Google AdSense（广告）是谷歌推出的免费广告服务，它可以在网页中加入Google展示广告，增加用户黏性。但AdSense的投放范围比较受限，目前只支持少量的大型公司和政府机关。除此之外，还存在其他广告投放方案，如Facebook Ads、Baidu Sense、腾讯广点通等。因此，对于非正规的网站，建议使用多种广告投放工具进行尝试。

4.具体代码实例和解释说明

4.1 服务器端PHP代码实例

文件目录

|-index.php         # 入口文件
|-includes          # 公共函数文件目录
  |-functions.php   # 公共函数文件
|-pages             # 页面文件目录
  |-page1.php       # 页面1文件
  |-page2.php       # 页面2文件
  |-...             
|-uploads           # 上传文件目录
|-dbconfig.php      # 数据库配置文件

index.php

<?php
// 引入公共函数文件
require_once "includes/functions.php";

// 初始化session
startSession();

// 判断用户是否登录
checkLogin();

// 根据url参数跳转到相应页面
$currentPage = isset($_GET["page"])? $_GET["page"] : "";
switch($currentPage){
    case "page1":
        require_once "pages/page1.php";
        break;
    case "page2":
        require_once "pages/page2.php";
        break;
    default:
        require_once "pages/home.php";
        break;
}
?>

functions.php

<?php
function startSession(){
    session_start();

    if(!isset($_SESSION['username'])){    // 判断用户是否登录
        header("Location: login.php");
        exit();
    }
}

function checkLogin(){
    $loggedInUsername = isset($_SESSION['username'])? $_SESSION['username'] : '';

    if(!$loggedInUsername){    // 如果用户没有登录，则跳转至登录页面
        header('Location:login.php');
        exit();
    }
}

function getDbConnection(){
    include 'dbconfig.php';

    try{
        $conn = new PDO(
            "mysql:host=$servername;dbname=$dbname",
            $username,
            $password
        );

        return $conn;
    } catch (PDOException $e) {
        die("Connection failed: ". $e->getMessage());
    }
}

function displayProducts($productType='all'){
    $conn = getDbConnection();

    $sql = "SELECT * FROM products WHERE type=:type ORDER BY id DESC";
    $stmt = $conn->prepare($sql);
    $stmt->bindParam(":type", $productType);
    $stmt->execute();

    while ($row = $stmt->fetch()) {
        echo "<div>";
        echo "<h2>". $row['title']. "</h2>";
        echo "<p>". $row['description']. "</p>";
        echo "<a href='viewProduct.php?id=". $row['id']. "'>View Product</a>";
        echo "</div>";
    }

    $conn = null;     // 关闭数据库连接
}

function addProductToCart(){
    $productId = $_POST['productId'];
    $quantity = $_POST['quantity'];

    // 将商品添加到购物车
    $cartItems = isset($_SESSION['cartItems'])? $_SESSION['cartItems'] : array();

    if(array_key_exists($productId, $cartItems)){
        $currentQuantity = $cartItems[$productId];
        $updatedQuantity = $currentQuantity + $quantity;

        $cartItems[$productId] = $updatedQuantity;
    } else {
        $cartItems[$productId] = $quantity;
    }

    $_SESSION['cartItems'] = $cartItems;
}

function getTotalPriceOfCartItems(){
    $total = 0;
    foreach ($_SESSION['cartItems'] as $productId => $quantity) {
        $price = getPriceForProductById($productId);
        $subtotal = $price * $quantity;
        $total += $subtotal;
    }
    return $total;
}

function getPriceForProductById($productId){
    $conn = getDbConnection();

    $sql = "SELECT price FROM products WHERE id=:id";
    $stmt = $conn->prepare($sql);
    $stmt->bindParam(":id", $productId);
    $stmt->execute();

    $result = $stmt->fetchAll(PDO::FETCH_ASSOC);

    $conn = null;     // 关闭数据库连接

    return empty($result[0]['price'])? '' : $result[0]['price'];
}

4.2 前端模板化实例

<!-- Header -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>My Website</title>
    <!-- CSS -->
    <?php include "styles.css"?>
</head>
<body>
    <header>
        <nav>
            <ul class="menu">
                <li><a href="#">Home</a></li>
                <li><a href="#">About Us</a></li>
                <li><a href="#">Contact</a></li>
            </ul>
            <form action="#" method="post">
                <input type="search" name="search" placeholder="Search...">
                <button type="submit">Search</button>
            </form>
        </nav>
    </header>
    <!-- Main Content -->
    <?php include "content.php"?>
    <!-- Footer -->
    <footer>
        &copy; MyWebsite 2020
    </footer>
    <!-- JavaScript -->
    <?php include "script.js"?>
</body>
</html>

4.3 CMS实例

Wordpress是一个功能强大的CMS系统，它的后台管理界面简洁美观，非常适合初级用户和高级用户使用。

5.未来发展趋势与挑战

随着互联网技术的发展，网站开发和维护的工作量越来越大，技术人员的压力也越来越大。如何更好地应对业务需求、提升用户体验，实现高效率的工作节奏，成为了下一步技术发展的重要方向。

网站开发是一项复杂且持续迭代的工作，涉及多个技术领域，如数据库、网络、服务器、安全等。传统的项目管理流程并不能完全适应这个变化趋势，因此，云计算的概念逐渐成为行业发展方向。

云计算是一种高度虚拟化的IT服务模式，利用互联网快速响应市场竞争，通过云计算服务，客户可以快速部署自己的软件，节省维护成本。这样，软件的开发、测试、部署、管理就可以通过云计算平台完成，缩短了企业的时间与人力投入。

云计算虽然解决了网站开发的效率问题，但由于云计算服务的依赖，仍然存在难以克服的挑战。如今，更多的网站都采用了PHP、Python、Java、JavaScript等动态语言，这就使得前端工程师需要具备丰富的Web开发技能，同时还要兼顾Web性能优化、安全防护、系统架构设计、算法问题等技术难题。

只有通过一定的方法论、工具、技术、管理理念、工作流程、项目协同等综合性方法，才能更好地应对网站开发的挑战。让更多的人参与到这个项目中来，打破部门墙，拓展网站开发能力，共同为互联网行业打造一流的产品和服务。