UNIX C語言入門與應用徹底剖析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:文魁

作者:洪錦魁

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001年12月18日

价格:NT$ 420

装帧:

isbn号码:9789574663606

丛书系列:

图书标签:

• UNIX
• C语言
• 编程入门
• 系统编程
• 应用开发
• 算法
• 数据结构
• 计算机科学
• 技术入门
• 实践教程

深入探索：现代操作系统与高级程序设计 书名：现代操作系统原理与高级系统编程实践 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，以理解现代操作系统的核心机制，并掌握在这些复杂环境中进行高效、可靠系统级编程所需的先进技术。本书内容涵盖了从硬件抽象层到用户空间应用之间的所有关键环节，特别侧重于性能优化、并发控制、内存管理以及系统调用接口的底层实现细节。 第一部分：操作系统核心结构与设计哲学 本部分将剖析现代操作系统的基础架构，探讨不同设计范式（如宏内核、微内核、混合内核）的优劣及其在现实世界中的应用。 第一章：操作系统概论与历史演进 本章追溯了操作系统的发展历程，从早期的批处理系统到现代多用户、多任务、网络化操作系统。重点分析了操作系统的核心职能——资源管理、进程调度和设备驱动——是如何随着计算需求的变化而演进的。我们将探讨操作系统的抽象层级，以及如何通过这些抽象层来简化应用开发并提高系统整体的可靠性。此外，还将介绍当前主流操作系统（如Linux、FreeBSD、Windows NT内核架构）在设计哲学上的主要差异点。 第二章：进程与线程管理深度剖析 进程作为程序执行的实例，其创建、上下文切换和终止是操作系统的核心工作。本章详细阐述了进程控制块（PCB）的结构，以及内核如何高效地管理大量并发进程。线程作为轻量级执行单元，本章将深入研究用户级线程与内核级线程的区别、实现机制（如1:1、M:1、N:M模型），以及在多核处理器上实现真正的并行计算所需的同步原语（如互斥锁、信号量、条件变量）。特别地，我们将分析现代调度算法（如CFS、RR、优先级继承）的数学基础和实际性能表现，并提供代码示例来演示如何在用户空间和内核空间中有效地实现线程同步，避免死锁和竞态条件。 第三章：内存管理的高级技术 内存是系统中最宝贵的资源之一。本章超越简单的虚拟内存概念，深入探讨现代操作系统如何实现高效的内存管理。内容包括： 虚拟地址到物理地址的转换机制： 详细解析页表结构、TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理及其对性能的影响。我们将讨论多级页表、反向页表等高级技术。 内存分配与回收策略： 分析内核堆（如Slab分配器、Buddy System）的实现细节，以及用户空间内存分配器（如ptmalloc、jemalloc、tcmalloc）的内部算法，包括内存碎片化问题及其解决方案。 内存保护与隔离： 探讨栈保护、地址空间布局随机化（ASLR）等安全机制的实现原理，以及如何利用MMU（内存管理单元）提供内存隔离。 内存映射与共享： 深入讲解`mmap`系统调用的工作方式，以及如何利用内存映射实现进程间高效数据共享和文件I/O加速。 第二部分：系统级I/O与设备交互 本部分聚焦于操作系统如何处理输入/输出操作，以及应用程序如何与硬件设备进行通信。 第四章：系统调用接口与内核/用户模式切换 系统调用是用户程序与内核交互的唯一安全途径。本章将详细解析系统调用的工作流程，包括软中断、陷阱机制的硬件支持。我们会对比不同架构（如x86-64）下的系统调用入口点，分析系统调用的开销，并介绍vDSO/vsyscall等加速技术，以减少对昂贵内核模式切换的依赖。 第五章：并发I/O模型与高性能网络 现代应用对低延迟、高吞吐量的I/O处理能力有极高要求。本章将系统性地介绍同步I/O、多线程阻塞I/O、非阻塞I/O以及I/O多路复用技术（如`select`, `poll`, `epoll`, `kqueue`）。我们将着重分析`epoll`机制的内核实现细节，特别是其边缘触发（ET）与水平触发（LT）模式的性能差异。此外，本章还将探讨零拷贝技术（如`sendfile`）在加速数据传输中的关键作用。 第六章：文件系统结构与数据持久化 文件系统是数据持久化的基石。本章从理论到实践，剖析日志文件系统（如ext4, XFS）的结构，包括超级块、 inode表、数据块的组织方式。重点讨论写时复制（CoW）文件系统（如ZFS, Btrfs）的设计优势，以及它们在数据完整性和快照管理方面的创新。同时，也将覆盖文件系统的缓存机制（如页缓存、缓冲区缓存）如何影响读写性能。 第三部分：安全、网络栈与高级系统编程 本部分将把焦点投向操作系统提供的网络服务以及确保系统健壮性和安全性的机制。 第七章：操作系统网络协议栈的实现 深入解析TCP/IP协议栈在操作系统内核中的实现，从Socket API到数据包在网络接口卡（NIC）间的传输。内容包括： Socket接口的语义与实现： 探讨TCP连接的建立、维护和终止（三次握手、四次挥手）在内核中的状态机管理。 拥塞控制算法： 分析CUBIC、BBR等现代TCP拥塞控制算法的原理及其对网络性能的影响。 数据包处理路径： 跟踪一个数据包从网卡接收到被特定应用进程获取的完整路径，包括中断处理、软中断上下文、协议层处理等。 第八章：系统安全与权限模型 系统安全是现代操作系统不可或缺的一部分。本章将探讨基于身份验证（如PAM）和访问控制模型。重点分析两种主要的强制访问控制（MAC）框架： 安全增强型Linux (SELinux)： 讲解其基于类型强制（Type Enforcement）的策略语言和安全上下文的运作方式。 AppArmor： 介绍其基于路径和程序的配置文件机制。 此外，还将覆盖权限提升（Privilege Escalation）的常见漏洞类型和防御措施。 第九章：内核模块化与可扩展性 本章探讨现代操作系统如何通过模块化机制（如Linux Kernel Modules）实现动态扩展能力，而无需重新编译整个内核。内容包括模块的加载、卸载过程、内核符号导出/导入机制，以及编写稳定、无内存泄漏的内核模块所必须遵循的编程规范和调试技术。 目标读者 本书适合具有扎实的C语言基础，并希望深入理解操作系统内部工作原理的计算机科学学生、系统工程师、底层开发人员以及需要进行高性能系统调试和优化的专业人士。阅读本书后，读者将不仅能“使用”系统，更能“理解”系统，从而编写出更安全、更高效的代码。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验就像是直接被扔进了一个关于网络协议栈优化的深水区。我原本期望能够找到清晰的教程，讲解如何使用 `socket()`、`bind()`、`listen()` 这些基本的系统调用来构建一个简单的 TCP 服务器，并逐步过渡到非阻塞 I/O 模型。然而，书中直接从零开始构建了一个基于 epoll 的高性能事件驱动框架。作者对内核态调度和用户态线程池的协同机制的分析令人印象深刻，特别是对 TCP 慢启动和拥塞控制算法（如 Reno 和 BBR）在不同网络环境下的模拟测试结果，被图表化地展示出来。其中关于如何利用 `splice()` 和 `vmsplice()` 进行零拷贝数据传输的讨论，更是深入到了内核缓冲区层面的细节。这些内容对于一个底层网络工程师来说是绝佳的学习材料，它展示了“如何让 C 程序跑得更快”的终极奥秘。但对于想了解 `printf()` 内部实现或者文件 I/O 操作原理的初学者来说，这本书的起点过高，知识密度过大，导致初学者在面对晦涩的系统调用参数和返回值时，完全找不到任何上下文的锚点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《UNIX C語言入門與應用徹底剖析》，但当我翻开它时，我发现它更像是一本深入探讨现代云计算架构下服务网格（Service Mesh）技术原理与实践的深度指南。开篇就直奔主题，详细解析了 Istio 的控制平面与数据平面组件的交互机制，特别是 Envoy 代理的配置热更新与故障注入策略，其详尽程度远超我预期的“入门”级别。作者似乎假设读者已经对基本的网络编程有所了解，直接跳跃到了诸如 mTLS 证书轮换、WASM 扩展在 Sidecar 上的动态加载等高级话题。例如，关于流量治理部分，书中花了大量篇幅对比了金丝雀发布（Canary Release）与蓝绿部署（Blue/Green Deployment）在延迟敏感型微服务中的性能表现差异，并附带了基于 Prometheus 和 Grafana 的定制化监控仪表盘搭建步骤，这部分内容对于运维工程师来说是极具价值的实战手册，但对于一个仅仅想学习 C 语言基础语法的初学者来说，无疑是天书般的挑战。整本书的行文风格偏向于工程文档的严谨与技术手册的冷峻，缺乏对基本概念的循序渐进的引导，更像是一份面向资深架构师的备忘录。

评分☆☆☆☆☆

这本书与其说是一本技术书籍，不如说是一份高度浓缩的 Shell 脚本与系统管理自动化工具的开发手册。我原以为我会看到如何用 C 语言编写一个简单的文本处理工具，比如一个简易版的 `grep` 或 `awk`。然而，它展示的是如何利用 C 语言的强大进程间通信（IPC）能力，去管理和编排一个复杂的自动化运维流程。书中深入讲解了管道、信号处理以及共享内存的应用，特别是如何设计一个健壮的守护进程（Daemon）来监听特定端口或文件事件。其中关于信号量和消息队列在实现跨服务协调中的作用的讨论，非常细致，甚至包含了如何正确处理僵尸进程（Zombie Processes）的清理机制。这本书的作者显然是一位资深的系统程序员，他的兴趣点在于如何用 C 语言的底层能力去构建稳定、高效的系统级基础设施。对于想要快速掌握这些系统级编程技巧的专业人士来说，它无疑是本宝典，但对于想了解 C 语言基本语法、指针运算和数组操作的初学者来说，这本书的价值几乎为零。

评分☆☆☆☆☆

我本来是想找一本关于嵌入式系统开发中，如何用 C 语言编写高效能实时操作系统的书籍，但这本书给我的感觉却是完全集中于面向对象的设计模式在大型遗留系统重构中的应用。特别是关于多线程同步机制的讨论，它并没有像预期的那样，重点放在 POSIX 线程（pthreads）的互斥锁、信号量或条件变量的 C 语言 API 封装上。相反，书中用了三章的篇幅，细致剖析了如何使用 C++ 的 RAII 思想来“模拟”资源管理，进而设计一个无锁队列（Lock-Free Queue）来优化高并发下的内存池分配策略。书中引用的代码示例，虽然核心逻辑是用 C 语法实现的，但其设计哲学和结构组织，充满了面向对象编程的痕迹，大量使用了结构体嵌套和函数指针回调来实现类似“接口”的功能。读完关于内存管理的部分，我清晰地理解了 Slab 分配器的工作原理，以及它如何减少内核态上下文切换的开销，这无疑是操作系统内核开发者的宝贵资料，但与我期待的“C 语言入门”的主题相去甚远，几乎没有涉及标准 C 库（libc）之外的任何基础应用编程知识。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么能让我联想到“应用”二字，那也仅仅是书中关于版本控制系统 Git 内部数据结构——特别是 Zlib 压缩和 Delta 编码在对象存储中的应用——的章节。这本书花费了大量篇幅讲解了如何在 C 语言层面实现一个简易的对象存储层，核心目标是为了模拟分布式文件系统（DFS）中的数据块管理。它详细拆解了哈希表如何用于快速定位文件元数据，以及如何使用位图（Bitmap）来追踪空闲空间。更令人惊讶的是，书中甚至包含了如何用 C 语言编写一个简单的 SQL 解释器前端的章节，它专注于解析 SQL 语句的抽象语法树（AST），而不是数据的实际存储和索引。这完全是一本偏向于编译器原理和数据库内核开发的教材风格，充满了对数据结构精妙布局的追求。它对 C 语言本身的语法特性，比如宏的巧妙运用和预处理器指令的控制，只是作为实现这些复杂数据结构工具的载体，而从未将其本身作为学习的主体进行阐述。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆