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页数:261

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出版时间:2008-1

价格:25.00元

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isbn号码:9787111226086

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• 计算机等级考试
• 一级B
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编程的艺术：从零构建复杂系统的实践指南 图书简介 本书旨在为有志于深入理解软件构建原理和架构设计的读者提供一本详尽、实用的技术指南。我们不关注任何特定级别的资格考试，而是聚焦于构建稳健、高效、可维护的软件系统所必需的核心技术栈与思维模式。本书内容涵盖了从底层数据结构优化到高层系统设计模式的完整知识体系，旨在帮助读者跨越初级应用开发的门槛，真正掌握现代软件工程的精髓。 本书的结构围绕“基础巩固”、“核心技术深入”、“架构设计与实践”三个主要阶段展开，力求覆盖一个专业软件工程师在日常工作中需要面对和解决的关键问题。 --- 第一部分：基础巩固与性能基石（Foundation and Performance Primitives） 本部分着重于夯实软件开发中最基本，却也是最容易被忽视的理论基础。理解这些概念是编写高性能、低延迟代码的先决条件。 第一章：数据结构的深度剖析与内存布局 本章深入探讨了标准库中常见数据结构（如哈希表、平衡二叉搜索树、图）的内部实现机制。重点不在于如何使用它们，而在于如何设计和优化它们。我们将详细分析不同数据结构在不同访问模式下的时间复杂度和空间复杂度，并引入缓存友好性（Cache Locality）的概念，讲解数组与链表的内存访问差异对实际运行速度的影响。 主题聚焦： 深入探究 B 树在数据库索引中的应用，以及 Skip List 如何在保证对数时间性能的同时简化并发控制。 实践环节： 读者将被要求从头实现一个带碰撞解决机制的动态哈希表，并测试其在不同负载因子下的性能衰减曲线。 第二章：并发编程的陷阱与艺术 现代应用无一例外地需要处理并发。本章将完全脱离高级语言提供的简单线程抽象，直接深入到操作系统层面，探讨并发的真正挑战。内容包括： 内存模型： 细致讲解 Volatile 关键字、内存屏障（Memory Barriers）的作用，以及在多核处理器上，程序如何保证操作的原子性和可见性。 同步机制的权衡： 比较互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、读写锁（RWLock）的适用场景。我们将重点分析无锁编程（Lock-Free Programming）的基本原理，特别是基于 CAS（Compare-and-Swap）操作的乐观并发控制策略。 死锁的诊断与预防： 提供一套系统化的方法论来分析和避免复杂的依赖关系导致的死锁问题，而非简单地使用超时机制。 第三章：编译原理与运行时优化 软件性能往往在编译阶段就已经被决定。本章面向那些希望榨干硬件性能的开发者。 编译器优化： 探讨 LTO（链接时优化）、循环展开、函数内联等技术如何改变代码的执行路径，并解释如何通过内建函数（Intrinsics）直接调用底层硬件指令集（如 SIMD）。 栈与堆的管理： 详细解析函数调用栈的帧结构，垃圾回收（GC）机制的原理（标记-清除、分代收集），以及如何通过代码结构规避不必要的内存分配和上下文切换。 --- 第二部分：核心技术深入与分布式基础（Deep Dive and Distributed Fundamentals） 在掌握了基础性能优化后，本部分将视角扩展到构建大规模、高可用的网络化应用所需的技术栈。 第四章：网络协议栈的精细控制 我们不满足于使用 HTTP 客户端库，而是要理解数据包是如何穿越网络的。本章深入 TCP/IP 协议栈的细节。 TCP 核心机制： 深入分析拥塞控制算法（如 Reno、CUBIC）的工作原理，以及它们如何影响高吞吐量应用的网络表现。探讨慢启动（Slow Start）与拥塞避免（Congestion Avoidance）的数学模型。 I/O 多路复用与 Reactor 模式： 讲解 `select`/`poll`/`epoll`/`kqueue` 的底层系统调用差异，并详细构建一个基于事件驱动的 Reactor 模式框架，实现高并发的网络服务模型。 第五章：持久化存储系统原理 数据持久化是任何严肃应用的核心。本章侧重于关系型数据库和 NoSQL 存储背后的核心算法。 事务与隔离级别： 深入解析 ACID 特性，特别是不同隔离级别（如 Read Committed, Serializable）在实践中对性能和正确性的影响。重点分析 MVCC（多版本并发控制）的实现细节。 索引结构的选择： 对比 B+ 树与 LSM 树（Log-Structured Merge Tree）的优劣。通过实例分析 LSM 树在写密集型场景（如时间序列数据库）中的性能优势。 CAP 理论的现实应用： 讨论在 A/P/C 之间做出工程取舍的实际案例分析，以及如何设计一个最终一致性的分布式数据同步方案。 第六章：微服务间的通信与容错 构建分布式系统需要精妙的通信策略。本章探讨服务间通信协议的选择与容错设计。 序列化协议的对比： 不仅比较 JSON/XML，更深入分析 Protobuf、Thrift 等二进制协议的编码效率和接口定义语言（IDL）的作用。 服务治理： 详细介绍服务发现（Service Discovery）的机制，以及如何在客户端和服务端实现熔断（Circuit Breaker）和限流（Rate Limiting）策略，确保系统在部分依赖失效时仍能稳定运行。 --- 第三部分：架构设计、可观测性与工程实践（Architecture, Observability, and Engineering） 本部分将理论知识应用于宏观的系统构建，关注如何设计出长期稳定运行、易于维护的大型系统。 第七章：设计模式的超越与架构演进 本书将设计模式视为工具箱中的工具，而非教条。重点在于理解其背后的权衡（Trade-offs）。 从 SOLID 到六边形架构： 讲解如何使用依赖倒置原则来构建领域驱动的、可替换基础设施的六边形（或端口与适配器）架构，从而将核心业务逻辑与技术实现解耦。 事件驱动架构（EDA）： 探讨使用消息队列（如 Kafka）构建异步、高解耦的系统架构，并解决消息的“恰好一次”语义保证问题。 第八章：构建可观测性的系统（Observability） 一个无法被有效观察的系统等于一个不可靠的系统。本章专注于构建能够自我报告状态的软件。 分布式追踪（Tracing）： 讲解如何使用 OpenTelemetry 等标准，通过上下文传播，构建端到端的请求链路追踪系统，从而快速定位跨越多个微服务的延迟瓶颈。 指标工程与告警： 区分计数器（Counters）、计量器（Gauges）和直方图（Histograms）的使用场景，并介绍如何设计出能够有效反映系统健康状况的黄金指标（Golden Signals）。 第九章：基础设施即代码与持续交付的哲学 现代软件工程要求基础设施和应用代码享有同等的关注度。 配置管理与状态： 探讨如何使用声明式工具（如 Terraform 或 Ansible）管理复杂的云资源，确保环境的可重复性。 自动化部署流水线： 设计一个完整的 CI/CD 流程，包括自动化测试（单元、集成、契约测试）和灰度发布策略（如蓝绿部署、金丝雀发布），确保每一次代码变更都能安全、快速地交付到生产环境。 --- 结语： 本书的读者应具备至少一门主流编程语言（如 C++, Java, Go, Python）的扎实基础。我们期望读者在完成本书的学习后，不仅能够“写出能运行的代码”，更能“设计出能适应未来变化和挑战的复杂软件系统”。本书的目标是培养具备系统思维和深厚工程素养的架构师思维。

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这本书在理论深度和实践操作的结合上做得非常不到位，显得非常空泛和脱节。它花了大量的篇幅去阐述一些过于宏观、甚至有些陈旧的理论知识，比如早期的计算机发展史的一些冗长叙述，这些内容对于我们现在主要关注应用和操作的考试目标来说，显得非常累赘。然而，当涉及到实际操作步骤时，描述又变得异常简略和含糊。比如在介绍某个常用软件的操作界面时，它只会用一句话带过：“打开程序，根据提示完成设置即可。” 这种描述对于从未接触过该软件的人来说，毫无帮助，根本无法指导实际操作。我期望一个好的教程应该提供详尽的截图和步骤分解，最好能配上关键快捷键的提示，但这本教材里，实践指导部分缺失得惊人。每次遇到实际操作环节，我不得不跳出这本书，去搜索引擎或视频平台寻找更直观的演示，这完全违背了购买教材自学初衷，严重影响了学习的连贯性和体验。

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质量控制方面的问题贯穿全书，让我对这份教材的可靠性产生了根本性的动摇。我发现的错误不仅仅是排版上的小疏忽，而是涉及到核心知识点的错误信息。例如，在介绍某个操作系统基础设置时，书中提供的快捷键组合和实际的按键操作完全不符，这直接导致我浪费了大量时间在错误的尝试上，并且对书中其他信息的准确性产生了连锁反应的怀疑。此外，书后附带的模拟试题部分，其答案解析也存在多处明显的逻辑漏洞和计算错误，这使得我无法通过自我检测来巩固知识点。如果一个教程的自我检测环节都不能保证正确性，那么它的参考价值就大打折扣了。我不得不花费额外的精力去交叉验证书中的每一个关键数据和步骤，这无疑增加了学习的负担和精神压力，使得原本应该清晰明了的学习路径变得曲折复杂。

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语言风格上，这本书实在是过于晦涩和书面化了，完全没有考虑到目标读者的认知水平。它大量使用了一些只有专业人士才能理解的行话和缩写，却很少在首次出现时提供清晰的解释或者背景介绍。很多句子结构复杂，冗长且拗口，读起来需要反复咀嚼才能领悟其本意，学习过程因此变得异常缓慢和枯燥。我可以感受到作者可能有着深厚的专业背景，但这并不意味着他能有效地将知识“翻译”给入门者。例如，某个关于内存管理的描述，使用了好几个长难句来阐述一个相对简单的概念，如果用更白话、更具象的比喻来解释，效果会好得多。这种高高在上的写作姿态，让初学者感觉自己像是在啃一本高深的学术专著，而不是一本入门级的辅导材料。缺乏亲和力和引导性的语言，极大地削弱了教材的教育功能，学习的动力也因此大打折扣。

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我尝试按照书中的章节顺序进行学习，但很快就发现这种结构安排极不合理，逻辑跳跃性太大了，简直像是把不同难度的知识点随手撒在了一起。比如，在前面刚刚讲完最简单的文件命名规则后，紧接着就跳跃到了复杂的网络协议基础概念，中间完全没有一个平滑的过渡或者必要的铺垫。对于一个计算机“小白”来说，这种突兀的难度升级让人感到无所适从，我甚至需要反复翻阅前几页的内容，试图找到一个合理的逻辑链条，但徒劳无功。更令人费解的是，很多核心概念的定义前后矛盾，或者在不同的章节中给出了不同的解释，这让我对书中的权威性产生了深深的怀疑。例如，关于“数据存储单位”的描述，第一章和第四章给出的换算基准就不一致，这对于需要建立精确概念的初学者来说，是致命的错误。整本书给我的感觉就是编辑和作者之间缺乏有效的沟通和校对，内容像是拼凑而成，而非精心组织的教学蓝图。与其说是教程，不如说是一本零散的知识点汇编，学习起来费力且效率低下。

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这本书的排版设计简直是一场灾难，拿到手的时候我就感觉到一种强烈的视觉疲劳。首先，字体选择非常随意，正文部分字号偏小，而那些所谓的“重点提示”或者“知识点归纳”却用了醒目的粗体和不和谐的颜色，搞得重点不突出，反而让人眼花缭乱。更要命的是，很多代码示例和图形插图的清晰度极低，看着那些像素化的方块，我简直怀疑自己是不是买到了一本盗版或者年代久远的印刷品。比如讲到一些基础的逻辑运算图示，线条模糊不清，箭头方向都难以分辨，这对于初学者来说，无疑是设置了一个巨大的理解障碍。我不得不花费大量时间去对照网络上的标准范例，才能勉强理解书上想表达的意思。再说说页边距的处理，窄得让人抓狂，有时候重要的公式或者注释差点就被装订线吞噬了，我甚至需要用尺子去辅助阅读，生怕漏看了关键信息。一个旨在教授基础技能的教程，如果连最基本的阅读体验都无法保证，那么它在内容质量上的可信度也会大打折扣。这种粗制滥造的印刷质量，完全不符合现今出版物的基本要求，给我的学习过程带来了不必要的困扰和挫败感。

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