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出版者:清华大学出版社

作者:劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心

出品人:

页数:188

译者:

出版时间:2004-6-1

价格:26.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302084174

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络管理
• 网络管理员
• CCNA
• 网络工程
• 网络技术
• TCP/IP
• 网络安全
• 路由交换
• 网络规划

编程语言深度解析与实践应用 本书籍旨在为有一定编程基础，渴望深入理解现代编程语言核心机制并将其应用于复杂项目开发的工程师和高级学习者提供一本详尽的、侧重实践的参考指南。 我们将完全避开计算机硬件、网络协议栈、操作系统底层结构等与“计算机网络管理员”主题直接相关的基础知识，转而聚焦于软件设计、算法效率、内存模型以及高级并发编程范式。 本书结构分为四大核心模块，层层递进，旨在构建一套完整的现代软件工程师知识体系。 --- 第一部分：高级语言范式与类型系统剖析 (约 400 字) 本部分深入探讨了支撑现代高性能应用开发的几种主流编程范式，并对它们的内在机制进行了细致入微的分析。 1. 函数式编程的再审视：纯度和惰性求值 我们不仅会介绍高阶函数、柯里化和函子（Functor）等基础概念，更会着重分析 Haskell、Scala 或 Clojure 等语言中惰性求值（Lazy Evaluation）是如何影响程序性能和内存占用的。我们将通过实际代码示例，对比严格求值与惰性求值在处理无限数据结构和复杂管道操作时的效率差异，并探讨如何利用“副作用隔离”技术，在面向对象的主流语言（如 Java 或 C）中模拟纯函数式的优势。内容将涵盖 Monad 在管理复杂流程中的实际应用，而非仅仅停留在理论介绍。 2. 面向对象设计的深层陷阱与模式 超越“继承与多态”的基础讲解，本章重点分析了在大型系统中，过度依赖继承链导致的“脆弱的基类问题”。我们将详细剖析 组合优于继承 的设计原则背后的深刻原因，并深入讲解设计模式（如策略模式、装饰器模式）在解耦和扩展性方面的精妙运用。此外，还会对比 Java 的接口（Interface）与 C++ 的抽象基类（Abstract Base Class）在实现多态时的性能和语义差异。 3. 内存模型与值语义/引用语义的边界 理解数据在内存中的布局是编写高效代码的关键。本节详细阐述了栈（Stack）与堆（Heap）的生命周期管理，以及不同语言如何处理值类型（Value Types）与引用类型（Reference Types）。我们将通过对 Rust 所有权系统（Ownership System）的剖析，来理解如何在不依赖垃圾回收（GC）的情况下，确保内存安全性和数据竞争的避免，这对于编写低延迟的系统至关重要。 --- 第二部分：并行计算与并发编程的艺术 (约 450 字) 现代应用性能的瓶颈往往在于如何有效利用多核处理器。本部分将专注于如何在软件层面实现高效的并行与并发控制。 1. 线程模型、锁机制与内存屏障 我们将对比操作系统层面的线程（Thread）与用户态的协程/纤程（Coroutines/Fibers）。重点分析 Java 内存模型（JMM）或 C++ 内存模型中，内存屏障（Memory Barrier）是如何保证跨处理器缓存一致性的。内容将包括对悲观锁（如 Mutex、Semaphore）和乐观锁（如 CAS 操作）的性能分析，并讨论在无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）设计中的挑战和解决方案。 2. 异步编程：从回调地狱到结构化并发 本书详细介绍了基于事件驱动的异步编程范式。我们将深入分析 `async/await` 关键字背后的状态机转换原理，对比 Node.js 的事件循环（Event Loop）模型与 Go 语言的 Goroutines 调度机制。核心内容在于如何使用结构化并发（Structured Concurrency）来管理任务生命周期，避免资源泄漏和“僵尸”进程，确保并发任务的可预测性。 3. 数据并行与任务并行 区分数据如何被分割并并行处理（数据并行，如 MapReduce 框架中的并行化）与不同独立任务如何同时执行（任务并行）。本节会介绍并行计算库（如 Intel TBB 或 Java Streams API 的并行化支持）的内部工作原理，并讨论如何通过工作窃取（Work Stealing）算法来优化负载均衡，以最大化 CPU 利用率。 --- 第三部分：编译原理、运行时与性能优化 (约 400 字) 本模块聚焦于代码从源代码到可执行文件过程中的转换，以及运行时环境如何影响最终性能。 1. 静态分析与类型推导 深入探讨编译器如何执行复杂的类型推导（如 Hindley-Milner 算法的简化应用）来增强语言的表达力，同时保持静态类型的安全性。我们将分析静态代码分析工具（如 SonarQube 或 ESLint）的工作原理，以及它们如何捕捉传统运行时错误。 2. 垃圾回收（GC）机制的性能权衡 详细解析主流垃圾回收算法，如分代回收（Generational GC）、标记-清除（Mark-Sweep）以及更先进的 ZGC 或 Shenandoah 算法。重点分析停顿时间（Pause Time）与吞吐量（Throughput）之间的权衡，以及如何通过调整 GC 参数来优化特定应用程序的延迟要求。 3. 即时编译（JIT）与代码优化 解释 HotSpot 虚拟机或 V8 引擎如何通过 JIT 编译器将热点代码编译成本地机器码。内容涵盖内联（Inlining）、逃逸分析（Escape Analysis）以及去虚拟化（Devirtualization）等关键优化技术，并展示程序员如何编写“JIT 友好”的代码来最大化运行时性能。 --- 第四部分：元编程、反射与领域特定语言（DSL） (约 300 字) 本部分探讨如何让代码去编写代码，以创建更灵活、更具表现力的软件系统。 1. 反射（Reflection）的强大与代价 剖析运行时检查类结构、方法和字段的能力，及其在序列化、依赖注入（DI）框架中的关键作用。同时，严谨地指出反射带来的性能开销和类型安全风险。 2. 宏（Macros）与编译期代码生成 重点研究 Lisp 风格的宏系统或 Rust 过程宏（Procedural Macros）。通过实例展示宏如何在编译期进行代码转换和生成，从而实现高度抽象的领域特定语言（DSL），而无需支付运行时性能的代价。例如，如何使用宏来简化 ORM 库的查询构造。 3. 泛型编程的底层实现 对比 C++ 的模板（Templates）在编译期生成特定类型代码的方式，与 Java/C 等语言的类型擦除（Type Erasure）或运行时特化机制。深入探讨泛型约束（Constraints）和类型边界如何影响代码的灵活性和可维护性。 总结： 本书籍是一本面向“构建复杂、高性能软件系统”的技术手册，它要求读者熟练掌握至少一门主流编程语言的基础语法，并准备好深入探究软件设计的深层结构、内存模型的微妙之处以及并发执行的复杂性。它完全专注于软件构造、性能调优与语言机制，与系统维护、网络配置或基础设施管理无关。

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