超越C++标准库 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:卡尔森

出品人:

页数:296

译者:张杰良

出版时间:2007-5

价格:39.80元

装帧:平装

isbn号码:9787302149118

丛书系列:

图书标签:

• C++
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• C++ 标准库
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• 性能优化
• 代码质量
• 现代C++

好的，这是一份关于一本名为《深入理解现代C++并发编程》的图书简介，内容详实，旨在涵盖C++并发编程的各个方面，同时明确不涉及《超越C++标准库》中的主题。 --- 《深入理解现代C++并发编程》图书简介 内容概述 在当今多核处理器的时代，并发编程已不再是可选项，而是构建高性能、高响应性应用程序的基石。本书《深入理解现代C++并发编程》是一本专为希望掌握C++标准库（C++11/14/17/20）中强大并发工具集的开发者而设计的深度技术指南。 本书的核心目标是提供一个系统化、实践驱动的学习路径，帮助读者从底层原理出发，构建健壮、高效且无数据竞争的并发代码。我们摒弃了对传统平台API（如POSIX线程或Windows线程API）的过度依赖，而是专注于如何充分利用C++语言本身提供的抽象层来管理并行执行。 我们将深入探讨C++标准库中关于线程管理、同步原语、内存模型以及并发数据结构的全部细节，确保读者不仅能“使用”这些工具，更能“理解”它们背后的工作原理和性能考量。 第一部分：并发编程基础与C++线程模型 本部分为后续高级主题奠定坚实的基础，重点剖析C++11引入的`std::thread`及其生命周期管理。 1.1 现代并发的基石：C++线程的抽象 我们将详细阐述`std::thread`的使用方式，包括线程的创建、启动、等待（join）和分离（detach）。重点讨论线程生命周期的正确管理，避免资源泄露和意外终止。深入对比C++线程与操作系统原生线程模型的差异，以及使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）技巧安全地封装线程资源。 1.2 C++内存模型与数据竞争的根源 并发编程的复杂性往往源于对共享内存访问的错误假设。本章将是全书的理论核心之一。我们将系统性地介绍C++11引入的并发内存模型。 原子性与顺序一致性： 深入解析什么是数据竞争（Data Race），以及为何避免它是编写正确并发代码的首要目标。 内存模型剖析： 详细解读“程序顺序”（Program Order）与“同步顺序”（Synchronization Order）的概念。 顺序一致性（Sequential Consistency）： 作为最严格的保证，理解其含义及其对性能的潜在影响。 1.3 易失性（Volatile）的误区 在本章中，我们明确指出在现代C++并发编程中，`volatile`关键字无法用于线程间的同步或保证数据可见性，并解释为何它在不同体系结构上的行为差异使其不适合此用途，从而将读者的注意力引导至更可靠的同步机制。 第二部分：同步原语与互斥控制 本部分聚焦于如何安全地保护共享数据，实现线程间的协作与互斥访问。 2.1 互斥量（Mutexes）的精通 我们将全面覆盖`std::mutex`及其衍生类型： 基本互斥锁： 深入理解`std::lock_guard`和`std::unique_lock`的区别，特别是在需要手动上锁/解锁或超时等待的场景中`unique_lock`的强大灵活性。 递归与非递归： 对比`std::recursive_mutex`的使用场景与潜在陷阱（如死锁风险增加）。 时间点与尝试锁定： 探讨`try_lock()`和`try_lock_for()`在避免永久阻塞中的应用。 2.2 锁的优化与陷阱：死锁与活锁规避 高效的同步依赖于正确的加锁策略： 锁的粒度： 讨论如何选择合适的锁粒度以平衡并发度和保护范围。 避免死锁： 详细介绍锁顺序化（Lock Ordering）原则，以及使用`std::lock()`进行多锁的原子性获取。 性能考量： 简介自旋锁（Spinlocks）的概念，以及在C++20中引入的更轻量级同步机制的初步展望（侧重于标准库提供的工具）。 2.3 条件变量（Condition Variables） 条件变量是实现生产者-消费者模型和线程间复杂等待模式的核心工具。 工作原理： 深入讲解`std::condition_variable`如何与`std::unique_lock`协同工作，实现线程的等待与唤醒。 唤醒的正确性： 重点讲解“虚假唤醒”（Spurious Wakeups）的概念，以及必须在循环中使用谓词（Predicate）检查条件的必要性。 通知策略： 区分`notify_one()`和`notify_all()`的使用场景及其对性能的影响。 第三部分：原子操作与无锁编程基础 当互斥锁的开销过大时，原子操作提供了更细粒度的、硬件支持的同步。 3.1 `std::atomic`的深度解析 本章将完全聚焦于C++的原子类型，这是实现高性能并发的关键： 原子操作的保证： 详细解释当对基本类型（如`int`, `bool`, 指针）执行原子读写时，编译器和硬件如何保证操作的不可分割性。 加载（Load）与存储（Store）： 探讨不同内存顺序（Sequences）对原子操作的影响，包括`memory_order_relaxed`, `memory_order_acquire`, `memory_order_release`。 原子交换与比较并交换（CAS）： 深入讲解`exchange()`和`compare_exchange_weak`/`strong()`的使用，理解CAS循环（CAS Loop）的工作机制。 3.2 内存顺序：性能与正确性的权衡 这是理解现代并发性能优化的关键： Relaxed（宽松）： 何时可以使用最快的宽松顺序？它仅保证操作本身的原子性。 Acquire/Release（获取/释放）： 解释这两个顺序如何建立“同步屏障”，确保数据在同步点前后可见。 Sequential Consistency（顺序一致性）： 作为默认的安全选项，理解其成本。 第四部分：并发数据结构与任务管理 本部分将理论应用于实践，介绍如何构建高效的并发数据结构和管理异步任务流。 4.1 实现并发安全的容器 我们将展示如何使用前述的同步原语和原子操作，将非线程安全的数据结构转化为安全版本： 并发队列的实现： 动手实现一个基于互斥量的无界并发队列，并尝试优化为一个基于原子操作的单生产者-单消费者队列。 读写锁模式（Reader-Writer Lock）： 由于标准库未直接提供`std::shared_mutex`的完整替代方案（在某些旧标准中），我们将展示如何使用互斥量和条件变量来模拟高效的读写锁，允许并发读取和互斥写入。 4.2 异步操作与未来（Futures） C++的`std::future`和`std::promise`机制提供了处理异步结果的高级抽象。 Promise/Future模型： 理解如何使用它们在不同线程间安全地传递值或异常。 `std::async`的应用： 探讨`std::async`如何简化异步任务的启动和结果获取，以及`launch::async`与`launch::deferred`策略对执行模型的影响。 共享状态： 剖析`std::shared_future`的使用，允许多个消费者等待同一个异步操作的结果。 第五部分：工具链与调试实践 编写并发代码只是第一步，验证其正确性和性能是至关重要的。 5.1 调试并发程序的挑战 工具辅助： 介绍如何利用GCC/Clang的地址消毒剂（如ThreadSanitizer - TSAN）来自动检测数据竞争和死锁。 日志与追踪： 讨论如何设计有时间戳的、可重现的并发日志系统。 5.2 性能分析与瓶颈识别 同步开销评估： 介绍如何使用性能分析工具（Profiler）来测量锁的竞争时间和线程等待时间，识别热点区域。 避免过度同步： 基于性能分析结果，指导读者何时应该牺牲一点代码的“纯粹性”以换取实际的性能提升，例如使用更细粒度的锁或尝试无锁结构。 目标读者 本书适合具备扎实的C++基础知识（熟悉类、模板、RAII）的软件工程师、系统程序员和性能优化专家。尤其适合那些在网络服务、高性能计算、嵌入式系统或任何需要充分利用多核CPU的项目中遇到并发问题的开发者。掌握本书内容后，读者将有能力设计和实现复杂、可扩展且线程安全的大型并发系统。 --- 本书明确不包含以下内容（作为对读者期望的清晰界定）： 1. C++标准库容器/算法的深入源码剖析（例如，`std::vector`或`std::map`内部实现的细节）。 2. 特定于C++标准库之外的库的详细讲解（如Boost.Asio, TBB, 或特定于操作系统的线程API）。 3. 编译器内部工作机制的底层汇编级分析（除非直接用于解释内存模型）。 4. C++标准外的内存屏障实现细节（如x86/ARM特定的内存指令）。 5. 协程（Coroutines）的详细实现与应用（C++20后的高级异步模型）。

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Introducing the Boost libraries: the next breakthrough in C++ programming Boost takes you far beyond the C++ Standard Library, making C++ programming more elegant, robust, and productive. Now, for the first time, a leading Boost expert systematically introd...

评分☆☆☆☆☆

首先需要读者对模板和各种基本C++的trick比较了解，然后这本书就好看了。 boost的使用价值和实现方式都不言而，这本书就是挑选了最基本最重要的几个库进行说明，这些库如智能指针，boost::function，boost::any，等等，都是实践中价值很大的库，作者思路很清晰，“XX如何改善程...  

评分☆☆☆☆☆

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前一段时间看到同事有一本，于是看了一部分（书非借不能读也 ：），感觉还可以，不过最好要先要对STL有一定的认识。 这两天又找到一本电子书： http://www.51cnnet.com/ebook/1164-beyond-the-c++-standard-library-an-introduction-to-boost  

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坦白说，我抱着一种既期待又怀疑的态度打开了这本厚重的册子。我的 C++ 经验已有多年，自认为对 STL 的核心组件烂熟于心，什么迭代器失效、什么容器内部重排机制，都了如指掌。然而，这本书真正让我感到震撼的，是它对“为什么”的深刻挖掘。许多程序员满足于调用 `std::optional` 来处理可能缺失的值，但这本书却花了大篇幅去探讨 C++ 历史上缺失这一概念的痛苦，以及为什么 `std::expected` 或其他替代方案在设计哲学上与 `std::optional` 存在本质区别，以及这种区别如何在跨平台或特定错误处理策略中产生深远影响。它不仅仅是介绍库函数，更像是带你进入标准委员会会议室，旁听那些充满妥协与智慧的设计决策过程。书中对异构容器和编译期反射的展望部分，虽然略显前沿和理论化，但其前瞻性绝对能让一线架构师保持对技术前沿的敏感度。阅读过程中，我多次停下来，不是因为不懂，而是因为被某种设计上的精妙所折服，需要时间消化其背后的复杂度管理艺术。这本书与其说是参考手册，不如说是一部 C++ 标准库设计的史诗解读。

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作为一名习惯了通过查阅官方文档和在线论坛来解决问题的工程师，我发现这本书提供了一种极其连贯且结构化的学习路径，这是零散的在线资源难以比拟的。它没有刻意去“超越”现有的语言特性，而是专注于将标准库中那些被视为理所当然的模块，进行一次彻底的、自底向上的解构与重组。特别是关于 I/O 框架的部分，它清晰地阐述了 `streambuf` 的生命周期管理和性能瓶颈的成因，这一点在很多性能调优的实践中是至关重要的盲区。很多开发者在处理大文件读写时，往往陷入字符集转换和缓冲区管理的泥潭，而这本书则提供了一个清晰的抽象层次，让你明白如何在不牺牲可移植性的前提下，榨取出接近裸机 I/O 的性能。更让我惊喜的是，书中对于 STL 与现代硬件架构（如 NUMA 架构或特定缓存线对齐）之间的微妙交互进行了探讨，这绝非入门书籍会触及的深度。它教会你如何从一个“使用库的程序员”转变为一个“理解库如何与硬件交互的工程师”。这种将软件工程与计算机体系结构深度融合的视角，极大地拓宽了我的视野。

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这本书的文本风格非常严谨，但绝不枯燥。它像一位经验丰富的老教授，在你对某个复杂主题感到困惑时，会适时地插入一个生动的比喻或一个历史性的脚注，让你会心一笑，然后豁然开朗。我尤其对其中关于错误处理机制的章节印象深刻。它没有简单地停留在 `try-catch` 和异常安全的概念上，而是深入对比了基于异常、基于返回值和基于协程（如果涉及 C++20/23）的错误传播模型，并对每种模型的运行时开销和可维护性进行了量化分析。这种实用主义的分析，比空谈理论更有说服力。此外，书中对如何设计出可扩展、可替换的库组件有着独到的见解，它引导读者思考如何编写出符合“接口设计契约”的组件，使得未来语言或标准库的迭代不会对现有代码造成毁灭性打击。这本书不只是教你如何用，更教你如何“设计”出能与标准库和谐共存的现代 C++ 组件。对于希望提升代码质量和架构健壮性的中高级开发者而言，这是一本不可多得的内功心法。

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这本书拿到手里，首先映入眼帘的是那厚实的装帧和沉稳的字体设计，给人一种非常专业、值得信赖的感觉。我原本以为这会是一本充斥着各种晦涩难懂的技术术语和繁复代码实现的工具书，但翻开前几章后，发现作者的叙述方式非常引人入胜。他没有直接扎进那些让人望而生畏的底层细节，而是选择了一种“问题驱动”的教学方法。比如，在讲解智能指针的演进时，不是简单罗列 `shared_ptr` 和 `unique_ptr` 的语法，而是先设想一个棘手的内存泄漏场景，然后逐步引入现代 C++ 提供的优雅解决方案。这种由浅入深的引导，对于那些已经能写出基础 C++ 代码，但总感觉在“使用”标准库而非“理解”标准库的开发者来说，无疑是一剂良方。书中对于模板元编程在构建高效容器视图上的应用分析得尤其透彻，那种将抽象概念具象化的能力，着实体现了作者深厚的功底。我特别欣赏其中关于并发模型和内存模型的部分，它不像某些教科书那样只是机械地引用规范条文，而是结合实际高性能计算中的瓶颈，深入剖析了原子操作和内存屏障背后的哲学。这本书的价值，在于它成功地架起了“C++语言特性”与“标准库实现哲学”之间的桥梁，让你在下次使用 `std::sort` 或者 `std::future` 时，心中能浮现出其高效运作的内在图景。

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我花了数周时间，配合着最新的编译器版本来阅读和验证书中的代码示例。这本书的强大之处在于，它没有局限于某一个版本的 C++ 标准，而是以一种历史的眼光审视了标准库的演进轨迹。它对 C++11/14 带来的并发原语的革命性变革进行了细致的梳理，尤其在 `std::atomic` 的细粒度控制和内存顺序的理解上，提供了极具价值的视角。很多时候，我们为了追求速度而盲目地使用 `memory_order_relaxed`，却未曾深究其潜在的数据竞争风险。这本书则通过一系列巧妙的例子，展示了在特定场景下，错误的内存顺序设置如何导致难以追踪的竞态条件。这种对性能优化与正确性之间张力的深刻剖析，是这本书区别于市面上其他只关注“新特性介绍”的读物。它要求读者不仅仅是知识的接收者，更是设计哲学的思考者，它激发了我重新审视自己过去项目中那些被轻易放过的并发细节的决心。阅读完毕后，我感觉自己对 C++ 语言的“现代性”有了更深一层的把握和尊重。

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程序库，也就那么回事

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大开眼界！但是很多东西本都不是C++的强项，再怎么用库来提供简化也还是太过繁复。也许就应该使用多语言集成，用Lua、用python来做适合它们的部分，相信大多数后来的代码维护者会开心的——并不是谁都能啃动、或者乐于看见这些艰深的语法

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翻译多少有些毛病……

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流水帐式的介绍，可以作为入门读物，要深入还是去看Boost.org的文档和代码吧:D

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程序库，也就那么回事