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出版者:清华大学出版社

作者:孙永强

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:2002-5-1

价格:30.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302053842

丛书系列:

图书标签:

• C#
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《高级C性能优化与并发编程实践》 图书简介 本书专注于深入剖析现代C语言及.NET平台下的高级编程主题，特别是性能调优和并发处理的复杂机制。本书旨在为具备一定C基础，渴望突破瓶颈、构建高效率、高响应度应用程序的开发者提供一套系统而实用的解决方案。我们不局限于基础语法和框架介绍，而是将核心精力集中在那些决定应用生命力的关键技术点上。 第一部分：C底层机制与内存管理精修 本部分将带领读者深入理解.NET运行时（CLR）的工作原理，这是实现高性能代码的基石。我们将详细解析值类型与引用类型的内存布局差异，重点剖析托管堆的结构（LOH、SOH），以及垃圾回收（GC）的代际收集机制。 零、CLR执行模型与JIT编译深度解析： 了解即时编译（JIT）如何将IL代码转换为机器码，以及Tiered Compilation（分层编译）对首次启动性能的影响。我们将探讨使用`ReadyToRun`（R2R）和`Native AOT`（提前编译）策略来消除或缩短JIT预热时间的实战方法。 一、高级内存分配与规避陷阱： 深入讲解`Span`、`Memory`以及`ref struct`的革命性作用。我们不仅会教授如何使用这些结构来避免不必要的内存拷贝和堆分配，还会探讨`stackalloc`在受控环境下的安全使用。对于极端性能场景，我们将分析`stack-only`与`heap-allocated`数据结构选择的权衡。 二、垃圾回收器（GC）的精细控制： 超越基础的GC介绍，本书将专注于GC调优。讨论如何使用GC提示（`GC.TryStartCollection`的限制）和设置工作站/服务器GC模式。更重要的是，我们将深入研究`GC Handlers`、`Finalizers`和`Destructors`的性能开销，并提供何时使用`IDisposable`和`SafeHandle`的最佳实践，以确保资源释放的确定性和效率。 三、值类型优化： 探讨如何通过结构体（Structs）的优化设计来减少GC压力，包括如何处理大型结构体的性能影响。我们将深入讲解`readonly struct`的意义，以及在循环和方法调用中，值类型传递如何通过内联（Inlining）机制提高速度。 第二部分：并发与并行编程的现代化之路 现代应用程序严重依赖多核处理器。本部分旨在提供超越传统`Task.Run`的深度并发编程策略，重点关注如何在.NET Core/5+环境中实现高效、无锁（Lock-Free）或低锁的并发结构。 四、Task高级应用与异步操作的生命周期： 不仅仅是`async/await`的语法糖。我们将详述`Task`的内部状态机，分析`SynchronizationContext`（尤其是在ASP.NET Core和UI环境中的差异），并讲解如何正确使用`ConfigureAwait(false)`以避免死锁并优化跨上下文调用。深入解析`ValueTask`的引入目的及其在I/O密集型场景中的性能优势。 五、并行计算与数据流（TPL Dataflow）： 转向数据并行处理。本书将详细介绍TPL Dataflow库，构建复杂的、异步的消息处理管道。我们将演示如何使用`BufferBlock`、`TransformBlock`和`ActionBlock`来构建生产者-消费者模型，并探讨如何通过配置并行度来平衡吞吐量和延迟。 六、低级同步原语与无锁数据结构： 针对最高性能要求的场景，我们将回归到CLR提供的底层同步工具。详尽介绍`Interlocked`操作，包括`Increment`, `Exchange`, `CompareExchange`在构建自定义同步机制中的应用。随后，我们将引入更高级的并发集合，如`ConcurrentDictionary`的工作原理，并探讨何时需要依赖第三方库（如`System.Collections.Concurrent.Channels`或Bolt）来实现真正的无锁数据结构。 七、并行算法设计（PLINQ深度优化）： 探讨PLINQ（并行LINQ）的调度机制，分析其在数据分区和负载均衡上的表现。重点讨论何时使用`Partitioner`来替代默认的查询分区策略，以应对数据分布不均的复杂场景，并讲解如何通过`MaxDegreeOfParallelism`进行精细控制。 第三部分：高性能I/O与网络通信优化 性能的瓶颈往往存在于数据传输和外部交互。本部分聚焦于如何利用.NET的高级I/O能力来最小化等待时间。 八、异步I/O的真正含义： 深入解析Windows的IOCP（或Linux的io_uring/epoll）如何与.NET的异步I/O模型协同工作。我们将对比传统流式操作和基于`SocketAsyncEventArgs`的零拷贝（Zero-Copy）直接操作，特别是在处理大规模网络请求时，如何绕过.NET的默认I/O抽象层获取极致性能。 九、HttpClient的性能调优： 深入剖析`HttpClient`和`HttpClientFactory`的最佳实践。讨论连接池管理、DNS缓存失效处理，以及如何通过配置`SocketsHttpHandler`来调整TCP Keep-Alive设置和请求超时策略，以适应复杂的微服务架构。 十、序列化与数据压缩的性能开销： 比较主流序列化框架（如System.Text.Text.Json, Newtonsoft.Json, Protobuf/MessagePack）在性能、内存占用和跨语言兼容性上的差异。本书将提供针对JSON序列化的反射优化指南，以及如何利用Source Generation（源生成器）技术来彻底消除运行时反射带来的性能损耗。 十一、内存映射文件（Memory-Mapped Files）： 探讨使用`System.IO.MemoryMappedFiles`进行超大文件读写和进程间通信的优势，特别是在需要快速访问静态数据集而避免传统文件I/O开销的场景中。 通过对这些复杂且底层的技术进行详尽的阐述和代码示范，本书将帮助开发者构建出真正意义上的“快”应用，并具备诊断和解决运行时性能瓶颈的能力。本书的案例代码均基于最新的.NET LTS版本，侧重于跨平台部署的通用性与稳健性。

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从语言风格上来说，这本《Visual C#.NET程序设计基础》无疑是非常“学院派”的，它追求逻辑的严密性和术语的准确性，每一个新的概念都会被给予正式的定义。这种风格对于希望建立规范化知识体系的读者是极大的加分项，因为它避免了网络上常见的那些非正式、容易产生歧义的描述。例如，在讲解值类型和引用类型的区别时，作者花费了大量的篇幅来解释栈（Stack）和堆（Heap）在内存中的物理存储差异，这种细致入微的讲解确保了读者对内存模型的理解是坚实的。但是，这种严谨性也带来了一个小小的副作用：阅读过程可能略显沉闷。对于那些更偏爱通过项目驱动或黑客式学习法的读者来说，这本书的叙事节奏可能会显得过慢，因为它更倾向于先完成对“工具箱”内所有工具的逐一介绍，然后再考虑如何用它们来组装一个完整的“房子”。因此，它更适合那些喜欢按部就班、偏爱先掌握理论基础再进行实践的深度学习者。

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这本《Visual C#.NET程序设计基础》确实是为初学者量身打造的入门教材，它避开了那些高深莫测的理论和过于复杂的工程实践，而是将重点放在了C#语言本身的核心概念以及如何在Visual Studio环境中进行最基础的GUI应用开发上。作者在讲解数据类型、变量、流程控制（如if/else和循环结构）时，采用了大量的“搭积木”式的代码示例，非常直白易懂。比如，对于面向对象编程的初步引入，它没有一开始就抛出继承和多态的复杂性，而是通过模拟日常生活中的实体，比如“汽车”或“学生”，来解释类和对象的创建，这种比喻性的教学方法对于完全没有编程背景的读者来说，无疑是降低了学习的门槛。我特别欣赏它在章节末尾设置的“动手实践”环节，这些练习往往围绕着如何使用WinForms控件来构建一个简单计算器或记事本雏形，强迫读者立即将学到的知识应用到实际操作中去，而不是停留在理论的纸上谈兵。总的来说，如果你想对.NET平台下的C#开发有一个初步的、无压力的认知，这本书无疑提供了一个非常扎实且友好的起点。它成功地将编程的枯燥抽象转化成了可见、可操作的界面元素。

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这本书的排版和图文配合达到了教科书级别的严谨性，但从一个实际开发者的视角来看，它在“如何调试”和“如何处理错误”这两个环节的实战指导上略显不足。是的，代码编译成功了，程序跑起来了，但在实际开发中，程序崩溃是家常便饭。该书虽然提到了调试工具（Debugger）的存在，并且展示了设置断点和单步执行的界面截图，但对于如何有效地跟踪变量状态、观察调用栈，以及如何利用日志系统来诊断运行时问题，讲解得比较表面化。例如，当一个NullReferenceException发生时，书中的处理方式通常是“检查对象是否为空”，这虽然是正确的，但并没有教会读者如何快速定位到是哪个环节的初始化失败了。我期待在这样一本基础教程中能看到更多关于“预期错误”和“非预期错误”的区分，以及如何利用Visual Studio提供的各种诊断视图来提高故障排除的效率。对于习惯了通过“猜”和“试错”来学习编程的人来说，本书在系统化调试思维的培养上，提供的助力有限。

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阅读完这本《Visual C#.NET程序设计基础》后，我最大的感受是它在基础知识的覆盖面上做得相当全面，但深度上略显保守，这对于希望快速掌握核心技能的开发者来说，可能需要后续补充阅读。书中对于.NET框架的介绍部分是比较精炼的，它简要提及了CLR、CTS等概念，但并未深入剖析它们在内存管理和性能优化中的具体作用。对于C#语言特性，例如LINQ、异步编程（async/await）这些在现代.NET开发中极其重要的部分，本书的篇幅明显不足，似乎更侧重于讲解传统的事件驱动模型和面向过程的编程思维。不过，话说回来，作为“基础”读物，它在异常处理（Try-Catch-Finally）和文件I/O操作的讲解上倒是处理得十分细致，通过好几个具体的实例展示了如何安全地读取和写入文本文件，这在很多初级教程中常常被一带而过。因此，本书的价值在于打地基，如果你需要一个清晰的路线图来认识C#的语法结构和基础工具使用，它是合格的，但若想进阶到企业级应用的开发，那么接下来的挑战会是如何填补这些基础知识留下的空白。

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针对那些习惯于图形化操作界面（GUI）的初学者，这本书的内容呈现方式无疑是非常友好的。它几乎将所有的教学案例都聚焦在了如何利用拖拽控件和设置属性的方式来构建一个Windows桌面应用。对于控件的生命周期、事件订阅（如Button的Click事件、TextBox的TextChanged事件）的讲解非常到位，可以说是将WinForms的开发流程梳理得井井有条。然而，在当前的开发趋势下，这种对桌面GUI的过度侧重，可能会让读者产生一种错觉，即C#的全部或主要应用场景仅限于此。书中对于Web开发框架（如ASP.NET的早期模型）的提及非常简略，几乎没有涉及现代的MVC或Razor Pages结构。这意味着，如果读者的最终目标是转向Web后端开发，那么这本书所建立的知识体系，虽然在C#语言层面是通用的，但在应用架构和框架理解上，需要进行一次彻底的、甚至可以说是颠覆性的重新学习。它像是一把精良的锤子，但却只教你如何敲打木头，而没有告诉你如何使用它来建造钢结构。

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