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出版者:

作者:Scott Meyers

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2011-10-17

价格:$ 45.19

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isbn号码:9781430237624

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编程大师之路：深入解析现代系统内核架构 本书旨在为资深软件工程师和系统架构师提供一份详尽的、关于当代主流操作系统内核设计与实现的深度指南。我们不再聚焦于任何特定操作系统的用户界面或应用层开发，而是将目光投向那决定系统性能、安全性和稳定性的核心——内核。本书的基调是理论与实践的严密结合，力求剖析那些隐藏在抽象层之下的复杂机制。 第一部分：内核的基石——结构与概念的重塑 本部分首先对现代操作系统的核心哲学进行了深入的探讨，阐述了单体内核、微内核以及混合内核在设计哲学上的根本差异及其对系统行为的长期影响。我们不会停留在教科书式的定义，而是通过分析近年来实际内核演进中的关键决策点，来解读这些选择背后的权衡取舍。 1.1 进程与线程的生命周期管理：超越调度 我们对进程间通信（IPC）机制进行了详尽的剖析，特别是现代系统中引入的、为提高跨核并行性而设计的轻量级通信原语。重点阐述了上下文切换的开销分析，并引入了先进的调度算法模型，如完全公平调度器（CFS）的变体，如何通过调控时间片分配和优先级提升，在确保公平性的同时优化高优先级任务的响应速度。我们特别关注了零拷贝技术在I/O密集型应用中对内存访问模式的优化作用。 1.2 内存管理的宏观与微观 本章是本书的核心之一。我们首先界定了虚拟内存的边界，随后深入到物理内存的分配策略。涵盖了页表的多级结构、TLB（Translation Lookaside Buffer）的缓存失效机制及其对性能的影响。对于碎片整理，我们探讨了在动态内存分配环境下，如何通过伙伴系统（Buddy System）与slab分配器的结合，实现对内核数据结构的高效、无锁分配。此外，对内存映射（mmap）的底层实现进行了逆向工程式的分析，揭示了文件系统缓存与进程地址空间如何无缝交织。 1.3 系统调用接口的抽象与效率 系统调用是用户空间与内核交互的唯一安全通道。本书详细对比了传统系统调用与现代系统调用接口（如io_uring或类似的异步I/O框架）在设计上的本质区别。我们分析了系统调用入口的汇编级处理流程，包括栈帧的重建、参数的校验，以及系统调用表中函数指针的查找过程。对于权限检查，我们探讨了安全模型如何嵌入到系统调用处理的初期阶段，以实现最小权限原则。 第二部分：并发、同步与锁的艺术 在多核处理器成为标配的今天，并发控制不再是附加功能，而是内核设计的核心挑战。 2.1 原子操作与内存屏障的底层实现 本章深入探讨了硬件层面对同步的支持，如CAS（Compare-and-Swap）指令的运作原理。随后，我们构建了不同架构（如x86-64与ARMv8）下的内存屏障（Memory Barrier）模型。详尽解释了`acquire`、`release`、`load-load`等屏障指令集如何保证指令重排（Instruction Reordering）不会破坏数据依赖关系，这是编写无锁数据结构的理论基石。 2.2 锁的进化：从自旋锁到RCU 我们对传统的自旋锁（Spinlock）、互斥锁（Mutex）进行了性能基准测试和结构分析。重点放在了上下文切换的代价上，并引入了更高级别的同步机制。读写信号量（RWLocks）的优化策略，特别是其在读多写少场景下的性能优势。最后，对RCU（Read-Copy-Update）机制进行了全面介绍，阐述了它如何使内核数据结构的读者几乎无感知延迟，同时确保了写操作的最终一致性。 2.3 信号量的陷阱与死锁的预防 本章侧重于实战经验教训。通过分析真实的内核崩溃报告，我们演示了优先级反转问题的产生机制，以及如何通过优先级继承协议来缓解这一问题。针对复杂的资源依赖，我们构建了一个资源顺序化的模型，用于在设计阶段识别潜在的死锁条件，并提出了基于时间戳排序的死锁检测与恢复策略。 第三部分：I/O子系统的深度挖掘 I/O是系统性能的瓶颈所在，本部分致力于解构数据如何在设备与内存之间高效流动。 3.1 块设备驱动模型与I/O调度 我们详细介绍了现代块设备的抽象层，包括请求队列（Request Queue）的管理。重点剖析了I/O调度器的演进，从简单的CFQ到更加注重吞吐量的Deadline和Noop调度器的工作原理。我们模拟了随机读写与顺序读写对磁盘寻道时间的影响，并展示了如何通过合并（Merging）和排序（Sorting）请求来最小化物理寻道。 3.2 网络协议栈的零拷贝之路 本章聚焦于网络I/O。我们解析了Socket缓冲区的内部结构，并深入研究了中断处理在网络数据包接收中的角色。重点分析了DMA（Direct Memory Access）如何绕过CPU，直接将网络数据写入内核缓冲区。随后，我们探讨了更先进的机制，如零拷贝传输（如`sendfile`的内核优化路径），以及其在高性能网络服务器中的应用。 3.3 异步I/O与事件驱动模型 传统阻塞I/O模型的局限性促使了异步I/O的发展。我们系统性地分析了事件通知机制（如epoll或kqueue的底层实现），解释了它们如何通过内核的数据结构，将等待I/O完成的进程高效地置于睡眠状态，并在事件发生时精确唤醒目标进程，从而极大地提高了系统的并发处理能力。 第四部分：内核安全与模块化扩展 系统的健壮性不仅依赖于性能，更依赖于其安全边界的清晰定义。 4.1 地址空间布局随机化（ASLR）的实现细节 我们剖析了现代系统如何利用ASLR来对抗基于地址猜测的攻击。重点在于熵的引入：内核代码、栈、堆和共享库的随机化范围是如何确定的，以及在启动阶段如何确保随机化过程的不可预测性。 4.2 内核模块的加载与验证机制 对于内核的动态扩展性，模块化是关键。本章探讨了内核模块（LKM）的加载流程，包括符号解析、重定位以及内存的分配。更重要的是，我们详细研究了模块签名和验证机制，这是确保只有受信任的代码才能在内核特权级别运行的安全屏障。 4.3 异常处理与故障隔离 当内核发生不可恢复的错误时，如何优雅地处理成为系统可靠性的试金石。我们分析了异常向量表的构建，以及页错误（Page Fault）在虚拟内存子系统中如何被捕获和处理。对于不可恢复的系统错误，我们深入探讨了内核崩溃转储（Crash Dump）的生成过程，这是系统调试与长期维护的生命线。 本书要求读者具备扎实的C语言功底，并对计算机体系结构有深刻的理解。它不是一本入门教程，而是面向那些渴望掌控系统底层脉搏的专业人士所撰写的深度技术手册。全书通过大量的架构图、伪代码分析以及对真实内核代码片段的解构，力求将抽象的概念转化为可操作的工程知识。

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**《Learn OS X Lion》：探索OS X的隐藏功能，成为更高效的Mac用户。** 我一直都不是一个满足于现状的人，尤其是在使用软件和操作系统时，我总是不遗余力地去挖掘那些“隐藏”的功能，那些能够让我的操作更加高效、更加便捷的“小窍门”。《Learn OS X Lion》这本书，正是满足了我这样的需求。我喜欢它不仅仅停留在基础操作，而是深入到“OS X Lion的高级定制与个性化设置”部分。我希望能够学习如何修改系统的主题，如何自定义快捷键，甚至是如何进行一些注册表级别的调整（如果OS X Lion有类似的概念），来让我的Mac更加符合我的个人使用习惯。此外，书中关于“Automator：自动化工作流程的创建”的章节也让我非常兴奋。我一直觉得，很多重复性的工作都可以通过自动化来完成，而Automator正是实现这一目标的强大工具。这本书将教我如何创建各种工作流程，例如批量重命名文件、自动备份文件夹等等，这将极大地提升我的工作效率。这本书的案例非常丰富，并且提供了大量的“技巧与诀窍”，让我觉得每一页都充满了价值。

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**初次接触OS X Lion，惊喜连连，迫不及待想深入探索！** 一直以来，我都是Windows系统的忠实用户，但最近身边不少朋友都推荐我尝试一下MacBook，说实话，一开始我也有点犹豫。毕竟从一个完全陌生的操作系统切换过来，需要学习的东西肯定不少。不过，我偶然看到了这本书——《Learn OS X Lion》，书名就透着一股子亲切感，仿佛在说“别担心，我们一步步来”。我对OS X Lion的了解仅限于它比之前的版本更加人性化，更加流畅，但具体好在哪，又该如何使用，我一无所知。这本书的封面设计也很吸引我，简洁而不失专业，颜色搭配也比较柔和，第一眼就给人一种可靠的感觉。我仔细翻看了目录，里面涵盖了从基础操作到高级设置的方方面面，比如“初识Mac：硬件与软件的和谐共舞”、“Finder的奥秘：文件管理的艺术”、“Safari浏览器：畅游网络的便捷之旅”，还有很多我之前闻所未闻的功能，像“Launchpad：应用程序的全新视角”、“Mission Control：掌控全局的指挥中心”等等。光是看这些章节的标题，我就已经对OS X Lion充满了好奇。特别是“iCloud：数据同步与云端生活的魔法”这一章节，我一直对云同步的概念很感兴趣，但总觉得操作起来会很复杂，希望这本书能帮我揭开它的神秘面纱。这本书的排版也很舒服，字体大小适中，行距也恰到好处，读起来不会感到疲惫。虽然我还没真正开始阅读，但仅仅是翻阅和初步了解，就已经让我对接下来的学习之旅充满了期待。我迫不及待地想要拥抱OS X Lion带来的全新体验，相信这本书一定会是我最好的向导。

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**《Learn OS X Lion》：从零开始，构建我的OS X使用体系。** 我一直以来都是一个“新手友好”的学习者，对于全新的系统，我更倾向于从最基础、最核心的内容开始学习，然后逐步深入。选择《Learn OS X Lion》这本书，正是看中了它能够帮助我从零开始，构建一个完整的OS X使用体系。我特别喜欢它在开篇就详细介绍了“Mac电脑的硬件组成与特性”，让我能够更好地理解OS X Lion是如何在这些硬件上运行的，以及不同硬件配置可能带来的使用体验差异。这比直接讲解软件操作要更有意义。接着，书中关于“Launchpad和Dock：应用程序管理的两种方式”的介绍，让我看到了OS X在应用程序管理上的多样性和便捷性。我一直对Launchpad的图标化界面很感兴趣，但又觉得Dock才是 Mac的经典操作方式，这本书将详细解释这两种方式的优劣和如何结合使用，让我可以根据自己的习惯来选择。而且，书中关于“系统更新与软件安装：保持Mac的最新状态”的讲解，让我明白了我需要如何去管理我的Mac，让它始终保持在最佳状态，这对于我长期的使用非常有帮助。这本书的案例非常贴近实际操作，让我觉得学习过程更加有趣和有效。

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**《Learn OS X Lion》：不仅仅是“学”，更是“懂” OS X 的精髓。** 我一直以来都对“学习”这件事有着执着的追求，不希望只是机械地记住操作步骤，而是希望能够真正“懂”一个事物背后的逻辑和原理。选择《Learn OS X Lion》这本书，正是因为我看到了它不仅提供了操作指南，更致力于帮助读者理解OS X Lion的“精髓”。我非常期待书中关于“多点触控手势：指尖上的OS X魔法”的章节。我知道MacBook的触控板是其一大亮点，而多点触控手势更是让操作体验达到了极致。这本书将深入讲解各种手势的含义和应用场景，让我可以告别鼠标，用最自然的方式与Mac互动。此外，“屏幕截图与录制：记录你的精彩瞬间”这一部分也引起了我的注意。我经常需要截取屏幕上的内容来制作教程或者分享给朋友，这本书将教我如何高效地完成这项任务，并且还可以进行屏幕录制，这对我来说是一个非常实用的功能。这本书的讲解方式非常注重“为什么”，而不是仅仅“怎么做”，这让我觉得我在学习过程中，能够真正理解OS X Lion的设计理念和用户体验的优化之道。

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**翻阅《Learn OS X Lion》，仿佛打开了一扇通往高效数字生活的大门。** 我一直以来都对科技产品保持着高度的热情，尤其是在操作系统方面，我总是在不断地寻求更优质、更便捷的体验。在Windows系统上摸爬滚打了许多年，虽然已经非常熟悉，但总感觉在某些方面，比如用户界面的设计、多任务处理的流畅度以及与其他苹果设备的联动性上，还有提升的空间。正是抱着这样的心态，我开始关注MacBook和OS X系统。而《Learn OS X Lion》的出现，简直就像是为我量身定做的一样。当我拿到这本书时，我首先被它沉甸甸的分量和高质量的纸张所吸引。这不仅仅是一本简单的教程，更像是一本精美的技术手册。书中的插图清晰明了，对于我这种视觉型学习者来说，这简直是福音。每一页都充满了知识点，并且以一种循序渐进的方式呈现，从最基础的触摸板手势，到复杂的系统设置，都讲解得非常透彻。我尤其对书中关于“多任务处理与窗口管理”的部分感到兴奋，我知道OS X在这方面做得相当出色，比如Exposé和Spaces，但我之前对它们的使用方法和优势了解得并不深入。这本书承诺会详细介绍如何利用这些功能来提高工作效率，这正是我所需要的。另外，“系统偏好设置的深度解析”和“安全与隐私：守护你的数字世界”这两个章节也让我眼前一亮。我一直认为，要真正掌握一个操作系统，不仅要了解如何使用它的各种功能，更要了解其背后的原理和如何保护自己的数据安全。《Learn OS X Lion》显然在这方面也考虑到了，这让我觉得这本书非常全面和实用。

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**《Learn OS X Lion》：不只是教程，更是一本关于生活方式的指南。** 我对生活品质有着较高的追求，并且相信科技的进步应该服务于提升生活体验。我之前对MacBook的了解，更多的是它在设计和影音娱乐方面的优势，但一直没有一个清晰的路径去深入了解它的操作系统——OS X Lion。直到我看到了《Learn OS X Lion》这本书。我喜欢这本书的编排方式，它没有一开始就堆砌大量的技术术语，而是从“Mac的整体生态系统”入手，让我理解OS X Lion在整个苹果产品线中的定位，以及它如何与其他设备无缝协作。这让我觉得，学习OS X Lion不仅仅是学习一个操作系统，更是在学习一种更加智能、更加便捷的生活方式。我尤其对“App Store：精选应用，拓展Mac的功能”和“iLife套件：创意表达的无限可能”这两个部分充满了期待。我知道Mac的App Store拥有大量高质量的应用，而iLife套件（iPhoto, iMovie, GarageBand等）更是苹果引以为傲的创意工具，这本书将引导我如何去发现和利用它们，这对于我想要在数字世界中进行创作和表达的人来说，无疑是巨大的帮助。而且，书中对“AirDrop：快速文件分享的魔法”的介绍，让我看到了与朋友家人之间分享照片、视频的全新方式，这让我觉得OS X Lion不仅仅是工作和学习的工具，更是连接人与人之间情感的桥梁。

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**《Learn OS X Lion》：深入理解OS X的精髓，提升工作效率的新途径。** 我一直秉持着“工欲善其事，必欲利其器”的理念，深知一个强大而易用的操作系统对于提高工作效率至关重要。在Windows平台上，我虽然已经驾轻就熟，但总觉得在多任务处理、系统优化以及与其他设备同步方面，还有提升的空间。因此，我把目光投向了OS X Lion，并选择了《Learn OS X Lion》这本书作为我的入门指南。我喜欢这本书的“深度”和“广度”。它并没有止步于表面的操作介绍，而是深入到OS X Lion的每一个核心功能。例如，在“系统性能优化与维护”这一章节，我希望能学到如何让我的Mac运行得更流畅，如何清理不必要的缓存文件，以及如何定期进行系统维护，这些都是我之前在Windows上经常忽略但又非常重要的环节。另外，“macOS Server：网络管理与共享的初步探索”这个章节也让我眼前一亮。虽然我不是专业的IT人士，但我希望能够对网络管理和文件共享有基本的了解，以便于我在家庭或小型团队中使用Mac时能够更加得心应手。这本书的语言风格非常专业且易于理解，大量的图文并茂的示例，让我可以边学边练，快速掌握知识点。

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**《Learn OS X Lion》：解锁OS X的无限潜能，体验前所未有的流畅操作。** 我一直对操作系统的演进充满了兴趣，尤其是在用户体验和功能集成方面。在Windows系统上，我常常需要安装各种第三方软件来弥补某些功能的不足，而苹果的macOS（OS X Lion）一直以其“开箱即用”的理念而闻名。正因如此，《Learn OS X Lion》这本书的出现，让我感到无比的振奋。我之所以选择这本书，是因为它不仅仅停留在介绍基础功能，更重要的是它承诺要“解锁OS X的无限潜能”。我特别期待书中关于“Spotlight搜索：无所不在的智能查找”的讲解，我知道Spotlight是OS X的核心功能之一，能够快速查找文件、应用程序甚至联系人，但我目前还只停留在基础搜索层面。这本书将深入探讨Spotlight的高级用法，比如使用各种搜索运算符来精确查找，甚至进行单位转换和计算，这让我对它的功能有了更高的期待。此外，“QuickTime Player：影音播放与编辑的便捷之道”和“Photo Booth：趣味拍照与视频录制的乐趣”这些章节也吸引了我。我一直喜欢用Mac来处理影音内容，这本书将教会我如何更有效地利用这些内置工具，而无需依赖笨重的第三方软件，这正是我所追求的简洁高效。这本书的语言风格非常生动活泼，阅读起来丝毫不会感到枯燥，仿佛作者就在我身边，手把手地教我如何操作。

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**《Learn OS X Lion》：开启我的数字生活新篇章，体验苹果生态的魅力。** 我一直对苹果的产品生态系统充满了向往， MacBook、iPhone、iPad之间的无缝联动，是我非常看重的一点。而《Learn OS X Lion》这本书，正是我通往这个精彩生态系统的钥匙。我喜欢这本书从“Mac电脑的购买与初次设置”就开始讲解，这让我觉得它非常贴心，从我可能还未拥有MacBook之前就考虑到了我可能遇到的问题。接着，它会详细讲解“连接iPhone和iPad：数据同步与内容共享”的内容，这正是我最期待的部分。我希望能够学习如何将我的iPhone照片轻松导入Mac，如何将Mac上的文档同步到iPad，以及如何使用iCloud来管理我的所有设备。这让我觉得，OS X Lion不仅仅是一个独立的操作系统，更是我数字生活的重要组成部分。而且，书中关于“Apple ID：数字身份的管理与应用”的介绍，也让我明白了我需要如何去管理我的数字身份，以便于我更好地享受苹果生态带来的便利。这本书的语言风格非常亲切，就像一位老朋友在向我传授经验，让我觉得学习过程轻松愉快。

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**《Learn OS X Lion》：从菜鸟到熟手的蜕变之旅，每一页都充满惊喜。** 作为一个科技爱好者，我总是喜欢尝试新鲜事物，而MacBook和macOS（虽然这本书写的是OS X Lion，但其核心理念是相通的）对我来说，一直以来都像是一个充满魔力的存在。我看到很多人都在讨论OS X的简洁美学和强大的功能，但苦于没有机会深入体验，也找不到一本能够让我快速入门的资料。直到我发现了《Learn OS X Lion》这本书。拿到手之后，我迫不及待地翻阅起来，首先吸引我的是它清晰的逻辑结构。这本书并没有直接跳到复杂的功能，而是从最基础的“ Mac基础：第一步”开始，详细介绍了如何进行账号设置、系统更新，以及如何连接Wi-Fi和蓝牙设备。这对于像我这样的新手来说，简直是太友好了。接着，它深入讲解了Finder的使用，包括文件的创建、移动、复制、删除以及搜索技巧，让我对文件管理有了全新的认识。最让我印象深刻的是关于“Dashboard：小部件的力量”这一章节，我一直觉得它是一个非常有创意的功能，但不知道如何有效地利用它来提升效率。《Learn OS X Lion》详细介绍了如何添加、管理和定制Dashboard上的各种小工具，从天气预报到计算器，应有尽有，让我觉得生活中的很多小需求都可以通过它来快速满足。而且，书中还涉及到了“Time Machine：数据备份的安心守护”，我一直对数据丢失感到担忧，这本书能教我如何利用Time Machine来保护我的宝贵数据，这让我感到非常安心。

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