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出版者:机械工业出版社

作者:Elizabeth ONeil

出品人:

页数:612

译者:周傲英

出版时间:2002-1-1

价格:55.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111093107

丛书系列:计算机科学丛书

图书标签:

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编程之道：从零构建高效软件系统 作者： 资深软件架构师 联合 领域专家 出版社： 卓越技术出版社 ISBN： 978-7-5675-XXXX-X 装帧： 精装/平装（可选） --- 内容简介：现代软件开发的深度实践指南 在快速迭代、对性能要求日益严苛的今天，仅仅掌握语法和框架已远不足以构建出真正健壮、可扩展的软件系统。《编程之道：从零构建高效软件系统》是一本专为希望超越“能用”层面，迈向“卓越”的软件工程师和架构师量身打造的深度实践手册。本书摒弃了对特定语言或流行框架的浅尝辄止，而是将焦点完全集中于软件系统设计与实现背后的核心原理、底层机制和工程实践。 本书系统性地解构了构建高性能、高可用、可维护软件系统的三大支柱：程序执行模型、并发与并行机制、以及系统级的资源管理。我们不讨论特定数据库的SQL优化，而是深入剖析操作系统如何管理内存、进程与线程的调度，以及I/O模型如何影响网络服务的延迟。 第一部分：程序执行的本质——理解机器如何工作 本部分是理解一切高性能代码的基石。我们不满足于编译器将代码转化为机器码，而是要深入理解这个转化过程的效率所在。 1. 机器码与指令集架构（ISA）的效率洞察： 我们将解析主流CPU（如x86-64, ARM）的流水线、分支预测和乱序执行能力。内容聚焦于如何编写“CPU友好”的代码，例如，如何通过数据对齐、缓存友好的数据布局（Cache-aware Layout）来最大化指令吞吐量，以及如何识别和规避流水线停顿（Stall）。 2. 内存层次结构与访问模式： 深入探讨L1、L2、L3缓存和主内存之间的延迟差异。详细分析局部性原理（时间局部性和空间局部性）在不同算法和数据结构（如树、图的遍历）中的体现。我们将展示如何通过改变数据结构定义，将原本的随机访问转化为顺序访问，从而实现数量级的性能提升。 3. 编译器优化与底层抽象： 超越编译器默认的优化级别（如-O2, -O3），本书教授读者如何阅读编译器生成的汇编代码，理解内联（Inlining）、循环展开（Loop Unrolling）和向量化（Vectorization）对最终执行效率的影响。同时，我们探讨高级语言的运行时（Runtime）机制，如垃圾回收（GC）的暂停时间优化策略，而非仅仅是介绍GC的类型。 第二部分：控制时间与空间——并发、并行与同步的艺术 现代应用无一例外地依赖于并发来提升响应速度和资源利用率。本部分的目标是教会读者如何安全、高效地管理并行性，避免陷入死锁、竞态条件和性能瓶颈的泥潭。 1. 操作系统进程与线程模型深度解析： 对比用户态线程与内核态线程的开销，深入研究线程调度算法（如CFS）如何影响应用的延迟分布。我们将详细解析上下文切换（Context Switching）的成本，并给出最小化切换频率的编程范式。 2. 低延迟同步原语的精细控制： 我们不只是介绍互斥锁（Mutex）和信号量。重点在于分析锁的粒度、自旋锁（Spinlocks）的适用场景，以及在无锁编程（Lock-Free Programming）中的实践。通过大量的代码示例，我们将展示如何使用原子操作（Atomic Operations）实现复杂的数据结构同步，以及内存屏障（Memory Barriers）在保证跨核可见性中的关键作用。 3. 异步编程模型与事件驱动架构的性能边界： 探讨I/O多路复用技术（如epoll, kqueue）的工作原理。分析Reactor模式和Proactor模式在不同负载特性下的表现差异。内容将涵盖如何设计高效的协程（Coroutines）或绿色线程（Green Threads）框架，以实现极高的并发连接处理能力，同时避免“忙等”或不必要的上下文切换。 第三部分：系统级韧性与资源极限的挑战 构建一个“高效”的系统，意味着它必须能够在资源受限或出现故障时依然保持稳定运行。这要求我们具备系统级而非应用级的视野。 1. 网络协议栈的性能瓶颈识别与优化： 深入TCP/IP协议栈，分析三次握手、慢启动、拥塞控制对应用延迟的影响。本书将指导读者如何正确配置操作系统内核参数（如TCP缓冲区大小、TIME_WAIT状态管理），以及何时考虑使用更现代的传输协议来绕过传统协议的限制。 2. 资源隔离与性能保障： 探讨如何使用Cgroups和命名空间（Namespaces）等Linux内核特性，对CPU时间、内存、网络带宽进行硬性限制，以确保关键服务的SLA（服务等级协议）。我们将演示如何通过内核参数调优，减少系统抖动（Jitter）。 3. 故障注入与系统压力测试的科学方法论： 性能测试不应是事后诸葛亮。本部分提供了一套系统的压力测试框架，包括如何设计能暴露系统深层瓶颈的测试场景，以及如何利用故障注入（Chaos Engineering）工具来验证系统的恢复能力和资源耗尽时的优雅降级机制。 --- 本书适合谁阅读？ 希望从“会写代码”进化到“精通系统”的中高级软件工程师。 负责设计和维护高并发、低延迟系统的架构师与技术负责人。 对底层操作系统、编译原理、计算机网络有浓厚兴趣，并希望将其应用于性能工程的实践者。 本书的价值在于，它提供的是一套跨越技术栈的底层思维框架，而非昙花一现的框架教程。通过学习本书，读者将获得洞察复杂软件系统性能瓶颈的“透视眼”，并能从硬件层面指导软件设计，真正实现对系统性能的完全掌控。

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当我拿到《数据库原理、编程与性能》这本书时，我原本是抱着一种“再学点数据库知识”的心态，但很快我就发现，这本书的内容远超我的预期，它不仅仅是知识的堆砌，更是智慧的启迪。书中关于“数据模型”的部分，作者从关系模型讲起，一路延伸到NoSQL的各种模型，比如文档模型、键值模型、列族模型等，并且详细分析了它们各自的优缺点以及适用的场景。我印象特别深刻的是，作者在比较不同数据模型时，并不是简单地罗列特性，而是会从实际业务需求的角度出发，给出如何选择最适合模型的设计思路。这对于我这样一名需要在不同项目中使用不同数据库技术的开发者来说，有着极高的参考价值。另外，关于“事务”的讲解，这本书也做得非常出色。它不仅仅停留在ACID的表面，而是深入探讨了事务的实现机制，包括日志的记录（预写日志WAL）、检查点（Checkpoint）以及恢复机制。我特别喜欢书中关于“死锁”的章节，作者通过生动的图示和代码示例，清晰地解释了死锁产生的条件、检测和预防方法，让我对如何避免和处理数据库死锁有了更深刻的理解。书中还花了相当大的篇幅来讨论数据库的“可伸缩性”和“可用性”，这对于构建大型、高并发的分布式系统至关重要。作者不仅介绍了主从复制、读写分离等基本概念，还深入探讨了分片（Sharding）的策略和挑战，以及如何通过集群和高可用方案来保障系统的稳定运行。这种宏观的视角，让这本书的价值远远超越了一本纯粹的数据库技术手册。

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《数据库原理、编程与性能》这本书，以其全面性和深度，为我提供了一个无与伦比的学习体验。它不仅仅是知识的集合，更是智慧的结晶。书中关于“ACID特性”的讲解，可谓是经典中的经典。作者并没有简单地罗列原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）这四个属性，而是深入剖析了它们各自的含义、实现机制以及在实际应用中的重要性。我特别喜欢书中关于“事务的提交与回滚”的讲解，作者通过生动的图示和代码示例，清晰地展示了事务的生命周期，以及在异常情况下如何进行回滚以保证数据的一致性。此外，本书在“数据库索引的优化”方面也提供了大量的实用技巧。作者详细介绍了各种索引类型，如B树索引、哈希索引、全文索引等，并分析了它们各自的优缺点和适用场景。我尤其受益于书中关于“索引覆盖”的讲解，作者解释了如何通过设计合理的索引，使得查询能够直接从索引中获取所有需要的数据，从而避免回溯到表数据，极大地提升了查询性能。本书还触及了“数据库的安全性”这一重要议题。作者详细介绍了SQL注入、跨站脚本（XSS）等常见的安全威胁，并提供了行之有效的防御措施，包括输入验证、参数化查询、最小权限原则等。这让我深刻认识到，安全是数据库设计和开发中不可或缺的一环，需要贯穿始终。

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当我翻阅《数据库原理、编程与性能》这本书时，我被其深邃的洞察力和严谨的逻辑所深深吸引。这本书不仅仅是在介绍数据库知识，更是在引导读者进行一种“思辨式”的学习。书中关于“并发控制”的论述，就极具代表性。它详细介绍了多种并发控制协议，如两阶段锁定（2PL）、时间戳排序（Timestamp Ordering）等，并深入分析了它们在处理并发事务时的优缺点，以及可能引发的问题，如死锁和活锁。作者并没有简单地给出结论，而是鼓励读者去思考，在不同的场景下，哪种并发控制机制更为合适。我印象特别深刻的是，书中对于“乐观锁”和“悲观锁”的区分和应用场景的讲解，以及如何通过MVCC来实现高效的并发读写。此外，本书在“数据一致性与容错”方面的探讨也十分深入。作者详细阐述了数据库系统是如何通过日志记录、检查点、崩溃恢复等机制来保证数据在异常情况下的一致性。特别是在讲到“分布式数据库的容错”时，书中介绍了多种一致性协议，如Paxos和Raft，并分析了它们在保证分布式系统可用性和数据一致性方面的作用。这部分内容对于我这样从事分布式系统开发的人来说，简直是“醍醐灌顶”，让我对如何构建高可靠、高可用的数据库系统有了更清晰的认识。

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《数据库原理、编程与性能》这本书，就像一位博学的导师，循序渐进地带领我探索数据库的奥秘。它的内容深度和广度都令人印象深刻。我尤其欣赏书中关于“数据仓库与OLAP”的章节。作者不仅解释了数据仓库的基本概念，如事实表、维度表、星型模型、雪花模型等，还深入探讨了OLAP（联机分析处理）的多维分析技术，如切片（slice）、切块（dice）、钻取（drill-down）、上卷（roll-up）等。这些概念的讲解，配合书中丰富的图示和案例，让我对如何进行复杂的数据分析和挖掘有了全新的理解。在书中关于“SQL的进阶应用”部分，作者并没有停留在基本的CRUD操作，而是深入探讨了窗口函数、公用表表达式（CTE）、递归查询等高级SQL特性，并展示了它们在解决复杂业务问题时的强大威力。我学会了如何利用窗口函数来实现复杂的排序、排名和分组聚合，这在很多数据分析场景中都非常实用。此外，这本书还触及了“数据库安全”这一重要议题。作者详细介绍了SQL注入、跨站脚本（XSS）等常见的安全漏洞，并提供了行之有效的防御措施，包括输入验证、参数化查询、权限控制等。这让我对如何保护数据库免受攻击有了更深刻的认识，也意识到安全是数据库设计和开发中不可忽视的一环。

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当我拿到《数据库原理、编程与性能》这本书时，我就被其厚重的内容和精美的排版所吸引。这本书不仅仅是一本技术指南，更像是一次关于数据管理的深度思考。我尤其喜欢书中关于“关系代数”和“SQL与关系代数之间的关系”的讲解。作者并没有将关系代数作为一种纯粹的理论知识来讲解，而是将其与SQL语言紧密结合，展示了SQL语句是如何映射到关系代数操作的，以及如何通过理解关系代数来更好地理解SQL语句的执行过程。这对于我理解SQL查询的底层逻辑非常有帮助。书中对“数据库性能瓶颈分析”的章节也给我留下了深刻的印象。作者提供了一套系统性的方法论，指导读者如何从硬件、操作系统、数据库配置、SQL语句、索引设计等多个维度入手，找出性能瓶颈所在。我特别受益于书中关于“慢查询日志”的分析，作者详细讲解了如何启用和分析慢查询日志，以及如何根据慢查询日志中的信息来优化SQL语句和索引。此外，本书还深入探讨了“数据库的集群化与分布式部署”。作者介绍了主从复制、读写分离、分片（Sharding）等技术，并分析了它们在提高数据库可用性和可伸缩性方面的作用。这对于我构建大型、高可用的分布式系统非常有启发。

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当我第一次接触到《数据库原理、编程与性能》这本书时，我被其内容之丰富和讲解之透彻所震撼。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一场深入的知识探索之旅。书中关于“数据库设计范式”的阐述，可谓是经典中的经典。作者从第一范式到第五范式，逐一讲解了每个范式的定义、原则以及它所解决的问题。更重要的是，作者并没有将范式仅仅视为一种理论上的约束，而是通过大量的实例，展示了如何将范式应用于实际的数据库设计中，从而避免数据冗余、提高数据一致性。我印象最深刻的是，书中对于“反范式化”的讨论，作者解释了在某些特定场景下，为了追求查询性能，适当地进行反范式化是必要且有效的，并且指导了如何权衡范式化和反范式化之间的关系。此外，关于“索引的深入分析”也是本书的一大亮点。除了B树和B+树，作者还介绍了全文索引、空间索引、哈希索引等多种类型的索引，并详细阐述了它们的工作原理和适用场景。我尤其喜欢书中关于“索引失效”的分析，作者列举了多种可能导致索引失效的情况，如函数索引、LIKE查询的通配符使用不当等，并给出了相应的优化建议。这些细致的讲解，让我在实际工作中能够更加精准地使用索引，提升查询效率。

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作为一名对数据库底层机制有着强烈好奇心的开发者，我一直以来都在寻找一本能够深入剖析数据库“黑箱”的书籍。而《数据库原理、编程与性能》这本书，可以说在很大程度上满足了我的这份渴望。它并没有停留在SQL语言的语法层面，而是大胆地揭示了数据库系统内部运作的奥秘。我最欣赏的是书中关于存储引擎的章节，作者以一种近乎解剖学的严谨态度，逐一剖析了InnoDB、MyISAM等主流存储引擎的内部结构和工作原理，包括页的组织、行锁的实现、MVCC（多版本并发控制）的机制等等。阅读过程中，我仿佛能够看到数据在磁盘上的流动，理解数据库是如何高效地管理和访问这些数据的。尤其是在讲解MVCC时，书中通过一系列精巧的插图，生动地描绘了读写操作之间是如何协同工作的，消除了我对并发读写场景下数据一致性的疑虑。此外，书中对查询优化的论述也相当精彩。作者不仅仅是介绍了一些常见的优化技巧，比如加索引、避免全表扫描，更是深入探讨了查询优化器的工作流程，包括如何进行SQL解析、代数优化、成本估算以及最终的执行计划生成。我特别喜欢书中关于“执行计划”的解读，它详细分析了各种执行计划的含义，以及如何通过分析执行计划来发现性能瓶颈，并给出针对性的优化建议。这部分内容对于我来说，简直是如获至宝，以往在面对性能问题时，往往只能靠经验和猜想，而这本书则提供了一套系统性的方法论。这本书的语言风格也颇为独特，虽然是技术书籍，但并没有显得枯燥乏味，反而充满了思辨的色彩，让人在阅读中不断产生新的思考。

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对于许多开发者而言，数据库往往是一个“黑盒子”，我们只需调用SQL语句，便能获取所需数据。然而，《数据库原理、编程与性能》这本书，却毫不保留地揭开了这个黑盒子的面纱，让我对数据库的运行机制有了全新的认识。作者在阐述“SQL解析与优化”时，并没有止步于介绍SQL语言本身，而是详细地剖析了SQL语句是如何被数据库解析成内部表示，以及查询优化器是如何进行一系列的代数变换和成本估算，最终生成高效的执行计划。我特别受益于书中关于“查询重写”和“谓词下推”的讲解，作者用实际的SQL语句举例，清晰地展示了如何通过调整SQL语句的写法，来引导优化器生成更优的执行计划，避免不必要的计算和I/O操作。这本书的“性能调优”章节更是让人拍案叫绝。作者从多个维度出发，系统地介绍了数据库性能调优的方法和技巧，包括硬件资源、操作系统配置、数据库参数、SQL语句优化、索引设计以及表结构设计等。我尤其喜欢书中关于“性能监控与诊断”的部分，作者提供了一系列实用的工具和方法，教你如何通过分析各种性能指标，如CPU使用率、I/O吞吐量、锁等待、缓存命中率等，来快速定位性能瓶颈，并给出相应的解决方案。这些内容对于我来说，简直是“实战宝典”，让我在面对复杂的性能问题时，不再感到束手无策。

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《数据库原理、编程与性能》这本书，为我打开了一扇通往数据库深层世界的大门。它以一种非常系统和全面的方式，讲解了数据库的方方面面。我特别欣赏书中关于“数据库连接池”的讲解。作者详细介绍了连接池的作用、工作原理以及如何进行配置和优化，以提高应用程序与数据库的交互效率，减少连接建立和销毁的开销。这对于我这样经常需要处理高并发请求的开发者来说，是非常有价值的信息。书中还深入探讨了“数据库的事务隔离级别”及其对并发访问的影响。作者通过生动的图示和代码示例，清晰地展示了读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）这四个隔离级别下可能出现的并发问题，以及如何通过选择合适的隔离级别来保证数据的一致性。我尤其喜欢书中关于“MVCC（多版本并发控制）”的讲解，它详细解释了MVCC是如何在不加锁的情况下实现读写分离，从而提高数据库的并发性能。此外，本书在“SQL注入防御”方面的讲解也十分到位。作者列举了多种SQL注入的攻击方式，并提供了有效的防御策略，如使用参数化查询、转义特殊字符、限制用户权限等。这让我对如何构建安全的数据库应用程序有了更深刻的理解。

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这本书的封面设计就透露着一种沉稳而厚重的学术气息，书名“数据库原理、编程与性能”本身就点明了其核心内容，对于我这样一名在数据领域摸爬滚打多年的老兵来说，总会忍不住去探寻其究竟有何独到之处。翻开第一页，并没有直接进入枯燥的理论讲解，而是以一个生动的数据场景引入，仿佛带领读者置身于一个复杂的数据库系统中，亲身体验数据存储、检索和管理的挑战。这种“润物细无声”的教学方式，在我看来是极为高明的，它能迅速抓住读者的兴趣，让他们在不知不觉中理解理论的重要性。我尤其喜欢书中关于事务隔离级别的讲解，作者并没有简单地罗列ACID属性，而是通过一系列精心设计的案例，形象地展示了不同隔离级别下的并发问题，例如脏读、不可重复读和幻读，以及它们对应用程序行为的潜在影响。读到这部分时，我脑海中瞬间闪过许多过去在实际工作中遇到的棘手问题，恍然大悟原来症结就在于此。书中对索引的阐述也十分透彻，从B树到B+树，再到各种变种，每一个概念都讲解得深入浅出，并且配以大量的图示，帮助理解抽象的数学模型。我印象最深的是关于“覆盖索引”和“查询优化器”的部分，作者并没有止步于介绍其概念，而是进一步探讨了如何根据实际业务场景，巧妙地设计和使用索引，以最大化查询性能，并且还分享了一些调试和诊断性能瓶颈的实用技巧，这对于提升数据库应用开发的效率有着直接的指导意义。总的来说，这本书在理论深度和实践指导性之间找到了一个绝佳的平衡点，无论是初学者还是有一定经验的开发者，都能从中获益匪浅。

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书中讲述了关于查询优化与查询性能的相关内容.

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随便找本复习sql, 后几章大略看了下

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复习数据库原理。

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印象最深刻的是：一个例子贯穿全书。

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绝版了，好书