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出版者:中國電力齣版社

作者:（美）Steven Roman

出品人:

頁數:600

译者:陳誌遠

出版時間:1-1

價格:65.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787508305349

叢書系列:

圖書標籤:

• 編程
• 計算機
• Visual Basic
• Win32 API
• 編程
• Windows
• 開發
• API接口
• VB
• 技術
• 計算機
• 軟件開發
• 參考書
• 教程

《高級C++並發編程實戰》 簡介： 隨著多核處理器的普及，並發編程已成為現代軟件開發中不可或缺的核心技能。本書《高級C++並發編程實戰》旨在為有一定C++基礎，並希望深入理解和掌握C++標準庫及現代技術棧中並發機製的開發者提供一本詳盡、實用的指南。我們專注於講解如何利用C++11/14/17/20引入的並發特性，構建高性能、高可靠性的並行應用。 本書內容涵蓋瞭從基礎理論到高級實踐的廣泛領域，絕不涉及Visual Basic或Windows API編程的具體細節。 第一部分：並發基礎與C++內存模型 本部分將奠定堅實的理論基礎。我們將深入剖析計算機體係結構中關於並行處理的挑戰，特彆是緩存一緻性、指令重排等底層概念，這些是理解後續並發問題的關鍵。 C++內存模型（C++ Memory Model, CMM）： 我們將詳細解讀CMM的規範，解釋`std::memory_order`（如`relaxed`, `acquire`, `release`, `acq_rel`, `seq_cst`）的精確含義及其對性能和正確性的影響。通過大量實例，展示如何利用內存排序保證數據可見性和順序性。 數據競爭與未定義行為： 明確界定數據競爭的發生條件，強調避免未定義行為的重要性。我們將分析常見的同步原語的底層工作原理，確保讀者對“什麼可以安全共享”有清晰的認識。 原子操作（Atomics）： 全麵覆蓋`std::atomic`的使用，包括對基本類型、結構體以及鎖無關（Lock-Free）算法的實現技巧。討論如何利用硬件提供的原子指令（如CAS操作）來優化性能。 第二部分：同步原語的深入應用 本部分聚焦於C++標準庫提供的核心同步工具，並探討其在復雜場景下的應用與限製。 互斥鎖的精細化管理： 不僅介紹`std::mutex`，更側重於`std::recursive_mutex`和`std::timed_mutex`的使用邊界。我們將用大量的代碼示例來演示RAII（資源獲取即初始化）原則在鎖管理中的實踐，包括`std::lock_guard`, `std::unique_lock`和`std::scoped_lock`的正確選擇。 條件變量與生産者-消費者模型： 深入講解`std::condition_variable`，包括等待、通知機製及其與互斥鎖的配閤方式。我們將構建健壯的、可中斷的生産者-消費者隊列，並探討“虛假喚醒”問題及其規避策略。 讀寫鎖的實現與替代方案： 盡管C++標準庫在C++20之前並未直接提供標準的共享互斥鎖（Reader-Writer Lock），但我們將展示如何基於現有原語（如原子操作和條件變量）高效地實現一個讀寫鎖，並對比其性能特徵。 第三部分：並發數據結構設計與實現 本書的核心價值之一在於指導讀者設計和實現高性能的並發數據結構，這是構建大規模並行係統的基石。 並發棧與隊列： 從簡單的無鎖棧（Lock-Free Stack）開始，逐步過渡到基於引用計數和內存迴收機製的復雜無鎖隊列（如Michael-Scott隊列）。 並發哈希錶與B樹： 探討如何為高並發環境下的查找、插入和刪除操作設計並發友好的數據結構。重點分析樂觀鎖（Optimistic Locking）和細粒度鎖定（Fine-Grained Locking）在這些結構中的應用。 內存管理與並發： 討論並發環境下內存分配和釋放的挑戰。介紹Hazard Pointers和Epoch-Based Reclamation (EBR) 等先進的無鎖內存迴收技術，以解決DCLP（Data-Lock-Free Programming）中的“閱讀者-修改者”問題。 第四部分：並行算法與任務調度 本部分關注如何將工作有效地分解並分派給多個執行單元，最大化CPU利用率。 並行算法（Parallel Algorithms）： 詳細講解C++17引入的並行執行策略（Execution Policies），如`std::execution::par`, `std::execution::par_unseq`，及其與標準庫算法（如`std::sort`, `std::transform`）的結閤使用。討論策略選擇對性能的影響。 任務並發與異步編程： 深入研究`std::future`, `std::promise`, 和`std::packaged_task`。我們將重點講解C++20引入的協程（Coroutines）特性，包括`std::coroutine_handle`, `co_await`, `co_yield`，如何利用它們構建基於事件驅動或基於任務的輕量級並發模型，從而替代或補充傳統的綫程模型。 綫程管理與資源池： 討論綫程的創建、管理和銷毀的開銷。設計一個高效的綫程池（Thread Pool）框架，用於管理固定數量的工作綫程，並實現高效的任務分發機製。 第五部分：調試、測試與性能分析 並發程序的調試是齣瞭名的睏難。本部分提供實用的工具和方法論來保障並發代碼的質量。 並發調試技術： 介紹如何利用GDB/LLDB的綫程支持，設置條件斷點，並分析鎖競爭的日誌記錄。討論靜態分析工具在發現數據競爭和死鎖方麵的潛力。 單元測試與隨機測試： 強調並發代碼需要更嚴格的測試。我們將展示如何使用基於時間或基於事件的隨機測試（Fuzz Testing）來暴露難以重現的競態條件。 性能度量與瓶頸識彆： 使用Linux `perf`, Intel VTune等專業工具來分析綫程的上下文切換率、緩存未命中率以及鎖等待時間。指導讀者區分真正的計算瓶頸和同步開銷。 本書的語言風格嚴謹、技術深入，每一章節都配有經過充分測試的、可直接應用於生産環境的C++代碼示例。它不僅僅是一本參考手冊，更是一本實踐指南，旨在幫助讀者從“寫齣能跑的並發代碼”邁嚮“寫齣高性能、可維護的並發係統”。

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說實話，剛翻開這本書的時候，我有點擔心它會像市麵上很多其他工具書一樣，堆砌一大堆API函數的簽名，讀起來枯燥乏味。但齣乎意料的是，作者在講解復雜概念時，總能用非常形象的比喻和貼近實際開發的場景來闡述。例如，在講解內存管理和虛擬內存映射時，作者構建瞭一個非常直觀的模型，這比看微軟官方文檔的抽象描述要容易理解得多。更讓我驚喜的是，這本書並沒有完全拋棄VB的特性，而是巧妙地將API調用與VB的事件驅動模型結閤起來，展示瞭如何用VB強大的UI設計能力去包裝高性能的底層功能。我曾經被一個關於綫程同步的問題睏擾瞭數周，最後還是在這本書的“臨界區”和“事件對象”的章節中找到瞭完美的解決方案，作者對同步原語的實際應用分析得入木三分，這可不是隨便一本VB教程能比擬的深度。

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對於一個有一定VB開發經驗，但渴望突破現有框架限製的老手來說，這本書無異於一本“武功秘籍”。我最欣賞它的一點是其務實精神。它沒有過多渲染API編程的難度，而是通過大量的實踐案例，引導讀者逐步建立起一套健壯的、能夠處理異常情況的編程思維。比如，在文件I/O部分，它對比瞭高層VB函數和底層`ReadFile`/`WriteFile`的性能差異和適用場景，並給齣瞭如何正確處理異步讀寫並等待完成的完整流程。這種對細節的關注，體現在每一個API調用和數據類型轉換上，讓你在實際開發中少走很多彎路。讀完它，我感覺自己不再是一個僅僅會使用VB控件的“美工”，而是一個能與操作係統進行直接對話的工程師瞭。

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這本書的組織結構也設計得非常閤理，遵循瞭由淺入深、循序漸進的原則。開篇從最基礎的句柄（Handle）概念講起，這個基礎概念的紮實建立，為後續理解窗口管理和對象生命周期打下瞭堅實的基礎。後麵的章節則逐步深入到更復雜的圖形設備接口（GDI）和係統服務調用。特彆是關於GDI的部分，作者沒有僅僅停留在簡單的繪圖函數上，而是深入探討瞭設備上下文（DC）的獲取、釋放以及各種繪圖模式的選擇，這些知識對於需要進行自定義控件渲染或復雜圖錶展示的開發者來說，簡直是雪中送炭。雖然內容密度很高，但作者的行文流暢自然，讀起來有一種老派技術書籍特有的嚴謹和厚重感，讓人忍不住想一口氣讀完。

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這本書簡直是為那些想深入Windows底層、但又不想被C++那些復雜指針和內存管理搞得焦頭爛額的程序員量身定做的。我拿到手的時候，首先被它紮實的理論基礎所吸引，作者並沒有滿足於僅僅停留在VB的“麵嚮對象”錶層，而是毫不留情地扒開瞭VB那層優雅的“殼”，直指Win32 API這座宏偉的、用C語言構建的宮殿。書中對消息循環的解析，簡直是醍醐灌頂，我以前寫VB程序總覺得事件驅動是種“魔法”，現在纔明白那背後是多麼精妙的同步與異步協作。特彆是關於鈎子（Hooks）那幾章，講解得極其細緻，從API的聲明、參數的對應，到返迴值錯誤的排查，都有詳盡的示例代碼，這對於希望將VB應用程序性能提升到接近原生速度的開發者來說，價值不可估量。它教會的不是如何調用一個函數，而是如何理解Windows操作係統與應用程序之間的“契約”。

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坦白講，這本書的難度絕對不適閤初學者，它要求讀者對Windows程序的基本運行機製有一定的概念。但是，對於那些已經厭倦瞭VB的“黑箱操作”，渴望探究程序運行本質的人來說，這是一次價值連城的投資。我特彆推薦書中關於係統信息獲取和進程間通信（IPC）的章節。作者展示瞭如何通過調用諸如`GetSystemMetrics`或使用命名管道（Named Pipes）實現應用程序間的協同工作。這些內容在其他通用的VB書籍中幾乎是絕跡的。它不僅僅是教會你如何用VB調用API，更重要的是，它培養瞭一種“係統級思維”，讓你在設計任何應用時，都會考慮到資源分配、消息傳遞的效率和係統的兼容性。這本書提供的知識廣度和深度，足以讓一個VB開發者在專業技能樹上邁上一個巨大的颱階。

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