Unix Network Programming

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出版者:Prentice Hall of India
作者:[美] W·Richard Stevens
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1993
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9788120307490
丛书系列:
图书标签:
  • unix
  • network
  • Unix
  • 网络编程
  • socket
  • TCP
  • IP
  • 网络通信
  • 系统编程
  • Linux
  • 网络协议
  • 高性能网络
  • 网络应用
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具体描述

《深入理解 Linux 系统调用与内核交互:从 C 语言视角》 本书是一本面向系统级编程爱好者的技术专著,它将带领读者深入探索 Linux 操作系统的内核机制,并通过 C 语言这一强大的工具,揭示应用程序如何与内核进行交互,实现高效、稳定的系统功能。本书旨在帮助读者建立起对操作系统底层运行原理的深刻认知,从而写出更健壮、更具性能的软件。 内容梗概: 本书的核心在于剖析 Linux 内核与用户空间程序之间的桥梁——系统调用。我们不聚焦于网络协议栈的细节,而是将目光投向更基础、更广阔的系统调用层面。 第一部分:系统调用的基石——用户空间与内核空间 用户空间与内核空间的隔离与协作: 深入解析操作系统如何通过内存隔离、特权级别等机制保护内核的安全,以及用户空间程序如何通过特定的接口向内核请求服务。 CPU 模式切换: 详细讲解用户模式到内核模式的转换过程,包括上下文切换、堆栈切换等关键技术。 中断与异常处理: 剖析硬件中断和软件异常是如何触发 CPU 进入内核模式,以及内核如何响应和处理这些事件。 第二部分:核心系统调用解析与实践 文件 I/O 的世界: 深入剖析 `open`、`read`、`write`、`close`、`lseek` 等文件操作相关的系统调用。我们将探讨文件描述符的本质、缓冲机制、原子操作等,并提供大量 C 语言示例,演示如何高效地进行文件读写。 进程管理: 详细解析 `fork`、`execve`、`waitpid`、`exit`、`getpid`、`getppid` 等进程创建、执行、等待和终止的系统调用。我们将深入理解进程的生命周期、僵尸进程、孤儿进程,以及如何通过 `clone` 系统调用实现更精细的线程控制。 内存管理: 介绍 `brk`/`sbrk`、`mmap`/`munmap`、`mprotect` 等与内存映射和保护相关的系统调用。我们将揭示虚拟内存的实现原理,以及用户程序如何动态地分配和管理内存。 信号处理: 讲解 `signal`、`sigaction`、`kill`、`pause` 等与信号相关的系统调用。我们将深入理解信号的传递机制、信号的阻塞与解除、以及如何编写可靠的信号处理函数。 时间与定时: 介绍 `time`、`gettimeofday`、`nanosleep`、`alarm`、`setitimer` 等与时间获取和定时器相关的系统调用。我们将探讨不同时间精度和定时方式的差异。 进程间通信 (IPC) 的基础: 重点介绍管道(`pipe`)、信号量(`semget`、`semop`、`semctl`)、共享内存(`shmget`、`shmat`、`shmdt`)等核心 IPC 机制的系统调用。我们将通过实践案例,展示如何利用这些机制实现进程间的数据交换和同步。 第三部分:系统调用的底层实现与优化 系统调用接口的实现: 探索 Linux 内核中系统调用的具体实现方式,包括系统调用表、中断向量等。 性能考量与优化: 分析系统调用带来的性能开销,并探讨减少系统调用次数、使用更高效的系统调用、利用内存映射等优化策略。 与标准 C 库的关系: 阐明标准 C 库函数(如 `printf`、`scanf`、`malloc`)是如何封装和调用底层系统调用的,以及直接使用系统调用可能带来的优势和劣势。 使用 `strace` 进行调试: 学习如何使用 `strace` 工具来跟踪程序的系统调用,从而诊断问题和理解程序行为。 学习本书,您将获得: 对 Linux 内核工作原理的深刻洞察: 理解操作系统如何管理资源、响应请求。 扎实的 C 语言系统编程能力: 能够编写出更底层、更高效、更接近硬件的 C 程序。 解决复杂系统问题的能力: 能够通过分析系统调用行为来定位和解决软件故障。 编写高性能、可移植性强的应用程序的基础: 了解系统调用的通用性,为跨平台开发打下基础。 本书不包含网络协议栈(如 TCP/IP、Socket API)的深入讲解,而是聚焦于构成一切操作的基础——系统调用。如果您渴望理解应用程序是如何驱动操作系统核心功能运转的,那么本书将是您的理想选择。通过本书的学习,您将能够自信地驾驭 Linux 系统,编写出真正理解其底层逻辑的 C 程序。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的伟大之处在于它对网络编程的“道”与“术”都有深刻的阐释。作者不仅仅讲解了如何使用API,更重要的是,他解释了为什么这些API是这样设计的,以及它们背后的哲学思想。例如,书中对TCP的握手和挥手过程的细致分析,让我看到了TCP协议如何通过状态机的设计来保证连接的可靠性。理解了这些根本性的原理,我便能更好地进行故障排除,并能根据实际需求对网络通信进行优化。

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这本书对Unix环境下的网络编程进行了全方位的覆盖,从最基础的socket通信到更高级的IPC机制,无一不备。我特别看重书中对多进程、多线程并发处理的讲解。在编写网络服务器时,如何高效地处理多个客户端连接是一个巨大的挑战,《Unix Network Programming》提供了多种解决方案,包括fork()、select()、poll()以及更先进的epoll()。通过学习这些不同的并发模型,我不仅能够选择最适合当前场景的方案,还能理解它们各自的优缺点和性能差异,这为我构建健壮、高性能的网络服务打下了坚实的基础。

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在深入研读《Unix Network Programming》的过程中,我发现它不仅仅是一本关于API使用的手册,更是一本关于网络协议设计理念的教科书。作者对于TCP/IP协议栈的阐释,从IP地址的分配到端口号的含义,再到TCP的可靠传输机制,都进行了深入浅出的分析。我特别欣赏书中对滑动窗口、拥塞控制等关键概念的讲解,作者用生动的比喻和清晰的图示,将这些抽象的技术原理具象化,让我能够深刻理解其工作原理和优化的目的。这对于我理解网络性能的瓶颈以及如何优化网络应用至关重要,它让我看到了网络通信背后精妙的工程设计。

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《Unix Network Programming》是一本真正能够指导实践的书籍。它不仅仅提供了理论知识,更重要的是,它提供了大量可以直接拷贝并运行的代码示例。这些示例覆盖了从最简单的客户端-服务器通信到更复杂的远程过程调用(RPC)等多种场景。我特别喜欢书中对信号处理在网络编程中的应用,例如如何优雅地处理SIGPIPE信号。这些细节的讲解,往往是在其他书籍中难以找到的,却是在实际开发中至关重要的问题。

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《Unix Network Programming》这本书,作为我系统学习网络编程的启蒙读物,其内容之深入、讲解之细致,着实令我印象深刻。初次捧读,就被其扎实的基础理论和丰富的实践案例所吸引。书中从最底层的套接字API出发,层层剥茧,将复杂的网络通信过程拆解得清晰明了。我特别喜欢作者在讲解TCP三次握合并发连接时,不仅仅是理论上的描述,更辅以大量的代码示例,让我能够直观地理解数据包的交互过程,以及每一步操作在内核中的具体实现。这种“理论与实践并重”的写作风格,极大地降低了学习门槛,让我这个初学者也能逐步掌握网络编程的核心要义。

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《Unix Network Programming》这本书的组织结构非常合理,内容循序渐进,逻辑清晰。从基础的网络概念讲到具体的Unix套接字API,再到高级的网络服务设计,一步步引导读者深入。我尤其对书中关于防火墙穿越和NAT(网络地址转换)的讨论记忆犹新,这些都是在实际部署网络服务时经常会遇到的棘手问题。作者对这些问题的分析和解决方案的介绍,为我解决了许多实际工程中的难题,让我能够更好地理解网络环境中存在的各种限制。

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作为一本权威的Unix网络编程指南,《Unix Network Programming》为我打开了理解现代互联网通信的大门。书中对HTTP、FTP等常见应用层协议的实现原理也有所涉及,虽然不是重点,但这些例子能帮助我将底层的套接字操作与实际应用场景联系起来。我特别喜欢书中关于DNS解析和域名服务的讲解,这让我明白了一个完整的网络请求背后,还需要经过多少个步骤才能找到目标服务器。这种全局性的视野,对于我理解和排查网络问题非常有帮助。

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读完《Unix Network Programming》,我感觉自己对网络通信的理解上升到了一个全新的高度。书中对阻塞和非阻塞I/O的区分,以及I/O多路复用技术的介绍,是我在学习过程中遇到的一个重要转折点。通过对select()、poll()和epoll()的深入学习,我学会了如何编写能够同时处理大量连接而不会阻塞的服务器程序。这不仅提升了程序的性能,也让我对如何设计高效的网络架构有了更清晰的认识。书中提供的那些精炼的C语言代码示例,更是我反复研读的宝典。

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在我看来,《Unix Network Programming》不仅仅是一本技术书籍,更是一本能够激发思考的书。它让我认识到,网络编程并非仅仅是调用几个函数那么简单,它涉及到对操作系统内核、网络协议以及并发控制等多个层面的深刻理解。书中对错误处理和调试技巧的强调,也让我受益匪浅。我学会了如何利用truss、strace等工具来跟踪网络通信的过程,从而定位和解决问题。这本书,确实是我在网络编程领域不可多得的良师益友。

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《Unix Network Programming》的价值在于其对网络通信底层细节的深入挖掘。书中关于数据报(UDP)和流(TCP)套接字的区别,以及它们在不同场景下的适用性,都进行了详尽的阐述。我尤其对书中关于UDP的广播和组播功能的介绍记忆犹新,这些特性在某些特定应用场景下,如实时音视频传输或设备发现,能够极大地提高效率。作者通过对sendto()、recvfrom()等函数参数的细致解释,让我能够准确地控制数据包的发送和接收,从而实现更精细化的网络通信控制。

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