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出版者:Packt Publishing

作者:Roger Ye

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:2017-5-31

价格:USD 44.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781787125360

丛书系列:

图书标签:

• Android
• 计算机科学
• 计算机
• 2020
• Android
• System
• Programming
• Android
• Kernel
• Linux
• C++
• System
• Development
• Embedded
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• Internals

《云端之下：现代操作系统深度解析》 在数字洪流席卷世界的今天，我们每天都在享受着智能设备带来的便利。然而，在那些触手可及的界面之下，隐藏着一个复杂而精密的运行体系，它决定了我们如何与数字世界互动。本书将带您深入探究这个体系的核心——现代操作系统，揭示其运作的奥秘，理解那些我们习以为常却又至关重要的底层机制。 本书内容概览： 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一次对操作系统灵魂的探索之旅。我们将从最基础的概念入手，循序渐进地解构操作系统的复杂性，让即便是初涉此领域的读者也能建立起清晰的认知框架。 第一部分：基石——进程与线程的舞蹈 进程的诞生与消亡： 我们将详细讲解操作系统如何管理和调度成千上万个正在运行的程序，即进程。您将了解到进程的生命周期，包括创建、执行、阻塞、终止等各个阶段，以及操作系统如何分配CPU时间，确保资源的公平利用。我们将深入剖析进程间通信（IPC）的各种机制，例如管道、消息队列、共享内存等，理解它们如何协同工作，实现多进程的和谐共存。 线程：进程的轻量级伙伴： 进一步，我们将探讨线程的概念，理解线程与进程的区别与联系。您将学会如何创建和管理线程，掌握多线程编程的核心技术，并深入理解线程同步与互斥的重要性，避免数据竞争和死锁等棘手问题。本书将重点分析各种同步机制，如互斥锁、信号量、条件变量等，并结合实际案例演示其应用。 第二部分：内存的乾坤——虚拟内存与内存管理 虚拟内存的魔力： 为什么我们的程序似乎拥有比实际物理内存更大的空间？本书将揭示虚拟内存的强大之处。我们将详细讲解内存分页、分段等机制，理解它们如何将程序的逻辑地址映射到物理地址，以及操作系统如何通过页面置换算法（如FIFO、LRU等）来高效地管理内存，提高内存利用率并保护进程间的独立性。 内存分配的艺术： 操作系统如何将内存有效地分配给各个进程？我们将探讨不同的内存分配策略，如首次适应、最佳适应、最坏适应等，分析它们的优缺点，并理解内存碎片化问题及其解决之道。 第三部分：文件系统的世界——数据的有序化 文件与目录的结构： 文件是数据存储的基本单位，而目录则构建了数据的层次化结构。本书将深入剖析文件系统的设计原理，包括文件表示、目录组织、文件分配方法（如连续分配、链式分配、索引分配）等，理解数据如何在磁盘上持久化存储。 I/O的咽喉——设备驱动与缓冲： 我们与外部世界的交互离不开输入/输出（I/O）操作。本书将探讨设备驱动程序的作用，理解它们如何屏蔽硬件差异，为上层提供统一的接口。同时，我们将深入讲解缓冲技术，分析其如何提高I/O效率，并解析操作系统如何进行I/O调度，优化设备访问顺序。 第四部分：系统调用的桥梁——用户空间与内核空间的互动 系统调用的奥秘： 应用程序无法直接访问硬件，它们需要通过系统调用来请求操作系统提供服务。本书将详细讲解系统调用的概念、工作原理以及常见的系统调用类型，例如进程控制、文件操作、内存管理、设备管理等。您将理解用户空间和内核空间之间的界限，以及系统调用如何在两者之间架起沟通的桥梁。 中断与异常：事件的响应者： 硬件和软件产生的事件，如键盘输入、磁盘读写完成、程序错误等，都会触发中断或异常。本书将深入分析中断和异常的处理机制，理解它们如何中断CPU的正常执行流程，并由操作系统进行响应，确保系统的稳定运行。 第五部分：并发与同步的挑战——多核时代的操作系统 多核处理器的机遇与挑战： 随着多核处理器的普及，并行计算成为操作系统面临的新课题。本书将探讨多核环境下进程和线程的调度策略，以及如何有效地利用多核资源。 并发控制的艺术： 在多核环境下，并发访问共享资源带来的挑战更加突出。我们将复习和深化对锁、信号量等并发控制机制的理解，并介绍更多高级的并发控制技术，如读写锁、自旋锁等，以应对更复杂的并发场景。 本书特色： 深入浅出的讲解： 我们力求用清晰易懂的语言，将复杂的概念化繁为简，让读者能够轻松理解操作系统的底层原理。 理论与实践相结合： 本书不仅会讲解理论知识，还会穿插大量的实例和类比，帮助读者更好地理解和记忆。 循序渐进的学习路径： 从基础概念到高级主题，本书构建了一个逻辑清晰的学习路径，适合不同层次的读者。 关注现代操作系统的发展： 本书将聚焦现代操作系统普遍采用的设计思想和技术，为读者提供最新的知识。 无论您是计算机科学的学生，渴望深入理解自己学习的系统；还是希望提升技术能力，成为更优秀的软件开发者；抑或是对数字世界的运作原理充满好奇，想一窥“幕后英雄”的真容，《云端之下：现代操作系统深度解析》都将是您不可或缺的指引。让我们一同揭开操作系统的面纱，探索那个支撑起整个数字世界的坚实基石。

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坦白说，这本书的阅读门槛不低，它要求读者对C/C++、至少一门脚本语言有扎实的理解，并且对计算机网络和操作系统基础概念有清晰的认识。它不是一本适合初学者的入门读物，更像是一本“进阶试炼”的认证卷轴。然而，正是这种高标准，保证了其内容的纯粹性和深度。我特别欣赏其中关于编译链和启动流程的章节。从Bootloader到Zygote孵化进程的每一步细节，都被描绘得淋漓尽致。很多时候，我们只关注应用层面的优化，却忽略了系统启动时间本身就是一个巨大的优化空间。这本书提供了分析和调整这些“开机性能瓶颈”所需的工具和理论基础，这种对系统整体效率的关注，体现了作者严谨的工程精神。它迫使你跳出应用开发的舒适区，去思考代码在物理硬件上执行的全过程。

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这本书最让我感到震撼的是它对安全模型和权限管理的深度挖掘。在当前移动安全日益重要的背景下，理解Android是如何构建其沙箱隔离机制，以及不同应用间是如何被严格限制访问范围的，是每一个系统级开发者必须掌握的技能。《Android System Programming》在这方面做得极其出色，它不仅解释了权限的申请和授予流程，更深入到了SELinux（安全增强型Linux）策略如何影响应用的实际行为。书中关于权限演进的历史脉络梳理，也帮助我理解了为什么某些API在不同Android版本中表现不一，以及Google在设计这些安全措施时的底层考量。对于希望开发系统级应用、安全工具，或者仅仅是想知道自己的应用是如何被系统保护（或限制）的开发者而言，这本书提供了无可替代的参考价值。它让你从一个“用户”视角，转变为一个“守护者”视角来看待整个操作系统。

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这是一部真正意义上的“内功心法”秘籍。它没有炫丽的图表，没有花哨的字体，全书充斥着对核心概念的严谨阐述和对底层源码的引用。对于那些追求“知其然更知其所以然”的工程师来说，这本书的价值无法用金钱衡量。它让我开始重新审视我对Android平台API的理解，很多过去凭经验猜测或简单封装掉的功能，现在通过本书的讲解，清晰地呈现在脑海中。例如，它对Native层开发与Java层交互的JNI（Java Native Interface）机制的详尽分析，极大地拓宽了我解决复杂性能问题的思路。这本书就像一把瑞士军刀，里面工具箱的每一件工具可能都不会天天用到，但当你遇到那些真正棘手的、需要深入内核或系统框架才能解决的难题时，它就是你唯一的救命稻草。它不仅仅是一本书，更像是一个持续学习和查阅的“参考圣经”。

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拿到这本厚重的《Android System Programming》时，我差点被它详尽的目录吓到，但一旦沉浸其中，那种“豁然开朗”的感觉便难以言喻。它没有过多地纠缠于高层框架的表面变化，而是将重点放在了那些极少被提及，却支撑起整个生态的基石上。比如，它对Activity生命周期在不同系统版本下细微差异的剖析，以及如何通过分析系统日志（如logcat的高级过滤和systrace的解读）来诊断那些难以复现的崩溃问题，都展现了作者深厚的实战经验。这种“由内而外”的讲解方式，极大地弥补了市面上很多教程只关注“做什么”（How to do），而忽略了“为什么”（Why）的缺陷。阅读此书的过程，更像是一次对Android系统工程学的系统性“手术解剖”，每一次深入，都能发现隐藏在简洁API背后的复杂调度和权衡艺术。读完后，你会发现自己不再是盲目地调用系统服务，而是能带着清晰的意图去驾驭它们。

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这本《Android System Programming》的封面设计简约而不失力量感，带着一种专业、深邃的科技气息。当我初次翻开它时，最直观的感受是其对底层原理的毫不妥协的深入。它并非一本教你如何快速搭起一个应用UI的“速成宝典”，而是像一位耐心的老教授，娓娓道来Android系统的核心机制是如何运作的。书中对Binder、内存管理、以及进程间通信（IPC）机制的讲解，简直是教科书级别的精准。特别是对Linux内核在Android生态中的角色，以及如何利用这些底层知识来优化性能和解决疑难杂症的部分，让我感觉自己像是站在了巨人的肩膀上，开始真正理解为什么一些“小小的”系统调用会引发深远的性能影响。对于那些已经积累了一定应用开发经验，渴望突破瓶颈，探究系统奥秘的进阶开发者来说，这本书无疑是一座知识的宝库。它提供了一种全新的视角去看待我们日常使用的每一个API背后的实现逻辑，让“黑箱”变得透明化，这对于提升软件架构能力是极其宝贵的。

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nativebridge、graphic以及init都写得很好。希望以后大家写Android system的书都用emulator当做实验平台，这样就不需要找实体机器了，完全可以自定义。

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