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出版者:人民邮电出版社

作者:赵善松

出品人:

页数:231 页

译者:

出版时间:2001年2月1日

价格:24.0

装帧:精装

isbn号码:9787115090805

丛书系列:

图书标签:

• Linux
• 系统管理
• 故障排除
• 常见问题
• 服务器
• 运维
• 技术
• 教程
• 命令
• Shell

《代码的炼金术：从零开始构建现代编程范式》 内容简介 本书深入探讨了现代软件开发领域的核心思想与实践，旨在为有一定编程基础的读者提供一个超越具体语言语法的、更深层次的理解框架。我们不关注某一特定操作系统的故障排除或配置技巧，而是聚焦于构建健壮、可维护、高性能软件系统的底层原理。全书分为四个核心模块，循序渐进地引导读者从概念构建到实际应用。 第一部分：计算的本质与抽象的艺术 本部分追溯了计算理论的基石，从图灵机模型出发，阐释了什么是可计算性，以及为什么某些问题在理论上是不可解的。我们详细解析了算法复杂性理论（P、NP、NP-完全问题），这对于任何严肃的系统设计者来说都是不可或缺的认知基础。 随后，我们将重点转向抽象化在软件工程中的关键作用。我们探讨了数据抽象（ADT）如何从根本上隔离实现细节，并通过面向对象范式（OOP）的四大支柱——封装、继承、多态和组合——来分析其在构建大规模系统中的优缺点。不同于关注如何解决Linux环境中的特定权限或网络配置问题，本章深入剖析了如何设计一套清晰、易于理解的对象模型，以应对业务逻辑的复杂性。我们将通过对设计模式（如工厂、策略、观察者）的深入剖析，展示如何用抽象的结构来解决反复出现的工程难题，而非仅仅应用语法特性。 第二部分：并发、并行与分布式系统的挑战 在多核处理器和大规模集群已成常态的今天，管理时间和状态的并发性是软件可靠性的最大挑战之一。本部分完全避开了Linux内核的线程管理细节或shell脚本的并发执行机制，而是专注于理论模型和工程实践的交汇点。 我们首先解析了并发模型的基础：信号量、互斥锁、条件变量以及更高级的屏障机制。重点在于理解这些同步原语背后的竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）的数学根源。接着，本书转向非阻塞算法和原子操作，介绍Compare-and-Swap (CAS)操作如何在不依赖操作系统内核调度的情况下实现高效的并发数据结构。 更进一步，我们详细讨论了分布式计算的固有难题。拉波特（Lamport）的逻辑时钟、哈斯（Hass）的向量时钟如何帮助我们在没有绝对同步时钟的环境中推断事件的发生顺序。CAP定理和PACELC框架被用来分析数据库和微服务架构中一致性、可用性和分区容忍性之间的权衡。读者将学习如何选择正确的共识算法（如Paxos或Raft）来构建容错的、跨地域的服务。 第三部分：数据结构的深度优化与内存布局 数据结构是实现高效算法的骨架。本部分旨在揭示数据结构在现代计算机体系结构下的性能表现，而不仅仅是它们在教科书中的逻辑定义。我们将重点放在缓存友好性和内存局部性上。 我们对树结构（如B树、B+树）的分析将着重于它们如何最小化磁盘I/O或CPU缓存未命中。对于哈希表，我们不仅讨论了冲突解决策略（链式法、开放寻址法），更分析了诸如Robin Hood哈希等优化技术如何提高平均查找速度。 此外，本书对内存管理进行了深入探讨，这与操作系统层面的内存分配机制是两个不同的层次。我们审视了垃圾回收（GC）机制的工作原理——无论是标记-清除、分代收集还是更复杂的ZGC/Shenandoah——解释它们如何权衡延迟与吞吐量。对于手动内存管理，我们将分析内存池（Memory Pooling）和栈分配的优势，以期在性能敏感的应用中减少堆碎片化和GC停顿。 第四部分：编程语言的范式与类型系统的力量 本部分探讨了不同编程范式背后的哲学差异，以及类型系统如何作为保障软件正确性的第一道防线。 我们对比了命令式、函数式（FP）和逻辑式编程的核心差异。在函数式编程部分，我们深入研究了不可变性、纯函数、高阶函数和惰性求值如何从根本上简化并发编程的推理难度。我们分析了Monad等抽象如何在面向对象或命令式语言中引入严格的副作用控制。 类型系统是本部分的重中之重。我们从静态类型（如Hindley-Milner类型推导）和动态类型的哲学差异入手，探讨了现代编程语言如何利用依赖类型（Dependent Types）、代数数据类型（ADT）和模式匹配来在编译期捕获原本只有在运行时才能发现的错误。这部分内容完全是关于语言设计的理论深度，与特定操作系统的编译或链接过程无关。读者将理解如何利用更强大的类型系统来编写出“无懈可击”的代码，从而减少对运行时调试和错误日志的依赖。 总结 《代码的炼金术》是一本面向架构师和资深工程师的参考书，它构建了一个关于“如何思考软件构建”的理论和实践的综合蓝图。它不提供即插即用的解决方案，而是教授读者识别和解决复杂计算问题的核心原则，是追求卓越工程实践者的必备读物。

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