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出版者:清华大学出版社

作者:吴旭超

出品人:

页数:412

译者:

出版时间:2003-3

价格:56.00元

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isbn号码:9787302063230

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聚焦现代 Web 应用开发与架构演进：深入探索 Rust 生态与函数式编程范式 前言：迎接性能与安全的双重挑战 在软件工程日益复杂的今天，对性能、安全性和可维护性的要求达到了前所未有的高度。传统的编程范式和技术栈在处理高并发、大规模分布式系统以及对内存安全要求极高的场景时，逐渐暴露出其局限性。本套丛书旨在提供一个前瞻性的视角，聚焦于那些正在重塑现代软件开发格局的关键技术领域，尤其是 Rust 语言带来的系统级编程范式变革，以及函数式编程（Functional Programming, FP）在构建健壮、可推理应用中的核心地位。 --- 第一卷：Rust 语言深度解析与高性能系统构建 （原书名：《Rust 编程实战指南：从零到部署》） 核心理念： 理解 Rust 编译器的哲学，掌握其内存安全保证机制，并利用其零成本抽象能力，构建兼具 C/C++ 性能与高级语言安全性的应用。 第一部分：Rust 基础与所有权模型 本书将从最核心的 Rust 概念入手，但这并非简单的语法罗列。我们将深入剖析“所有权（Ownership）”、“借用（Borrowing）”和“生命周期（Lifetimes）”这三大支柱。重点在于如何利用 Rust 编译器作为最严格的静态分析工具，在编译阶段捕获潜在的数据竞争和悬垂指针问题。 零成本抽象的代价与回报： 详细解析 `Box`、`Rc`、`Arc` 的内部实现机制，以及它们如何在不引入运行时垃圾回收器（GC）的代价下，实现堆内存管理和引用计数。 Trait 系统与多态性： 探讨 Rust 的动态派发（Trait Objects）与静态派发（泛型）之间的权衡，以及如何设计灵活且高性能的接口。 第二部分：异步编程的 Rust 化路径 现代网络应用对并发处理能力要求极高。本书将全面覆盖 Rust 异步生态系统： Futures/Async/Await 机制的底层原理： 深入研究 `Future` Trait 的状态机转换机制，以及编译器如何将其转化为高效的执行流。 运行时（Runtime）的选择与优化： 对比 `tokio`、`async-std` 等主流运行时，重点讲解其 I/O 驱动模型（如 Reactor 模式）的实现细节，并指导读者如何根据应用场景（CPU 密集型或 I/O 密集型）选择最佳配置。 取消（Cancellation）与背压（Backpressure）： 在高并发流处理中，如何安全、优雅地进行任务取消和资源控制。 第三部分：系统级编程与 FFI Rust 强大的跨平台能力使其成为编写底层库的理想选择。 与 C/C++ 互操作性（FFI）： 详述 `extern "C"` 块的使用，内存布局的控制（如使用 `repr(C)`），以及安全地在 Rust 和外部代码间传递数据结构。 Unsafe Rust 的边界： 严格界定何时必须使用 `unsafe` 块，以及如何通过编写“安全抽象层”来封装不安全的逻辑，确保外部接口的安全性。 --- 第二卷：函数式编程范式在复杂业务逻辑中的应用 （原书名：《Scala 与 Haskell 思想在现代软件架构中的融合》） 核心理念： 借鉴纯函数式语言的设计哲学，将不可变性、引用透明性融入到面向对象的或命令式的代码结构中，以增强代码的可测试性、可并行性和长期可维护性。 第一部分：函数式编程的核心数学基础 本部分将从抽象代数的视角审视 FP 概念，而非仅仅将其视为编程技巧。 函子（Functor）、应用函子（Applicative）与单子（Monad）： 深入解释这些结构在处理副作用、错误传播和上下文组合中的作用。我们将使用 Haskell 或 Scala/Kotlin 等语言作为示例，但侧重于其背后通用的代数结构。 代数数据类型（ADT）与模式匹配的威力： 如何使用 `enum`（或 `sealed class`）精确地描述系统的所有可能状态，从而通过编译器强制执行穷举检查，消除“缺失状态”的 Bug。 引用透明性与副作用管理： 如何通过 IO Monad 或 Lenses 等工具，将纯计算与外部世界（如数据库、网络 I/O）的交互清晰地分离。 第二部分：函数式反应式编程（FRP）与状态管理 在构建用户界面或需要响应大量事件流的系统中，FRP 提供了优雅的解决方案。 流（Stream）的抽象： 探讨如何将时间序列事件视为可组合的数据流。对比 RxJava/RxJS 等库的操作符（如 `map`, `filter`, `flatMap`）与纯函数式转换的本质区别。 不变性与时间旅行调试： 论证不可变数据结构在状态管理中的优势，如何实现高效的状态快照和回滚机制。 ZIO/Cats Effect 架构实践： 在 JVM 生态中，如何利用现代 FP 库构建结构化的并发和资源管理体系，实现资源的确定性释放。 第三部分：面向领域的函数式设计 将 FP 思想落地到实际业务建模中： 领域驱动设计（DDD）与 FP 的契合点： 如何使用类型系统来编码业务规则（如“强类型货币单位”而非简单的 `Double`），确保只有符合业务逻辑的值才能被构造出来。 演化与迁移： 探讨在大型系统中，如何逐步引入 FP 概念，以及如何安全地重构既有的命令式代码。 --- 总结与展望 本丛书（共两卷）的共同目标是为开发者提供一套强大的、面向未来的工具箱。第一卷提供了构建高性能、高安全性的系统底层能力（Rust），第二卷则提供了设计复杂、可维护、高可测试的业务逻辑的抽象思维框架（FP）。它们共同指向的未来是：软件不仅要快速运行，更要能够被清晰地理解、容易地修改，并能抵御时间的侵蚀。读者将不仅仅学会新的语法或框架，更重要的是学会一种新的、更严谨的软件构建哲学。

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作为一名在 .NET 开发领域摸爬滚打多年的老兵，最近有幸拜读了《.NET 网络高级编程》这本书，实在是不虚此行，完全超出了我最初的期待。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本精心打磨的武林秘籍，将 .NET 网络编程的深邃之处层层剖析，让我醍醐灌顶。 在我看来，这本书最令人称道的，莫过于其对网络通信底层原理的深度挖掘。它并没有止步于对 Socket、TCP/IP、HTTP 等基础概念的浅尝辄止，而是深入到数据包的封装、传输、路由，以及各种协议栈的工作细节。作者用极其严谨的逻辑和清晰的语言，带领我们一步步理解了数据如何在网络中流动，每个环节的微妙之处是如何影响最终的通信效率和稳定性。例如，书中对于 TCP 的三次握手和四次挥手过程的讲解，不仅仅是文字描述，更是通过类比、图示，甚至是代码片段的暗示，让我们能直观地感受到连接的建立与断开所涉及的状态变化和数据交换。这对于我这种需要排查复杂网络问题的开发者来说，简直是福音。我之前遇到的很多难以捉摸的网络延迟或连接中断问题，在阅读了这部分内容后，似乎都有了清晰的脉络可循。书中对粘包、拆包问题的剖析也让我印象深刻，它不仅给出了理论上的解释，更提供了实用的解决方案和代码示例，让我能够从容应对那些在实际开发中屡见不鲜的棘手问题。

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书中对于分布式系统和微服务架构下网络通信的探讨，可以说是紧跟时代潮流，极具前瞻性。在当前微服务架构盛行的背景下，如何让不同服务之间高效、可靠地进行通信，是一个至关重要的问题。《.NET 网络高级编程》在这方面提供了非常宝贵的见解。它不仅介绍了 RESTful API 的设计原则和实践，还深入探讨了 gRPC 等高性能 RPC 框架的应用。作者在分析 gRPC 时，详细讲解了 Protobuf 的序列化机制，以及 Protobuf 相较于 JSON 和 XML 的优势，例如体积更小、解析更快。同时，书中还对消息队列（如 RabbitMQ, Kafka）在分布式系统中的应用进行了阐述，讲解了如何利用它们实现服务间的解耦、异步通信以及事件驱动架构。我尤其欣赏书中关于服务发现、负载均衡、熔断降级等分布式系统常用模式的介绍，并结合 .NET 相关的库和框架，给出了具体的实现思路和代码示例。这让我能够更好地理解如何在复杂的分布式环境中构建稳定、可伸缩的网络应用，解决我在实际项目中遇到的各种挑战。

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书中关于网络性能优化的部分，可以说是实战价值极高，让我受益匪浅。在实际的项目开发中，网络性能往往是制约应用扩展性和用户体验的关键因素。《.NET 网络高级编程》并没有停留在理论层面，而是提供了大量切实可行的高性能网络编程技巧和优化策略。书中深入剖析了 TCP/IP 协议栈的调优参数，以及如何在 .NET 代码中进行相应的配置，以提升吞吐量和降低延迟。我特别欣赏书中对于连接池、缓冲区的管理策略的详细讲解，以及如何通过调整这些参数来优化网络通信的效率。此外，书中关于数据压缩（如 GZip、Brotli）在网络传输中的应用，以及如何选择合适的压缩算法和时机，也给我留下了深刻的印象。我之前在处理大量数据传输时，就遇到了性能瓶颈，通过书中提供的一些压缩和缓存策略，成功地将响应时间缩短了近一半。这本书让我认识到，网络性能优化是一个系统工程，需要从多个层面入手，并且书中提供的这些方法论和实践经验，绝对是宝贵的财富。

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对于网络协议的深入讲解，尤其是那些在实际开发中常常被忽视的细节，这本书做得非常到位，让我对网络通信的理解上升到了新的高度。很多时候，我们只是停留在使用 Socket、HTTP 等高层 API，却不了解其背后更底层的协议是如何工作的。《.NET 网络高级编程》则将我们带入了更深层次的探索。例如，书中对 HTTP/1.1 和 HTTP/2 协议的对比分析，不仅解释了它们在连接复用、头部压缩等方面的差异，还通过图示和详细的说明，让我们能够清晰地看到协议的演进和带来的性能提升。我尤其对书中关于 TCP 窗口大小、拥塞控制算法的讲解印象深刻，这些虽然听起来比较底层，但对于理解网络拥堵和性能瓶颈至关重要。书中还触及了一些更专业的协议，如 DNS 的工作原理、TLS 握手过程等，这些知识点虽然不是日常开发的主流，但在排查疑难杂症时，往往能起到决定性的作用。这本书让我意识到，对底层协议的理解，是成为一名真正高级网络程序员的基石。

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这本书在处理并发和多线程场景下的网络编程时，提供了非常系统且深入的解决方案，让我能够构建出更加健壮和高效的网络服务。在网络编程中，并发是不可避免的挑战，如何有效地管理多个客户端的连接、处理高并发的请求，是衡量一个网络应用性能和稳定性的重要指标。《.NET 网络高级编程》在这方面做了非常详尽的论述。书中深入讲解了 .NET 中的线程模型，包括线程池的工作原理，以及如何通过 `ThreadPool` 类来管理和复用线程。我特别欣赏书中对 `Task Parallel Library` (TPL) 的全面介绍，以及如何利用 `Parallel.For`、`Parallel.ForEach` 等来并行处理数据。此外，书中还详细阐述了 `Concurrent Collections`（如 `ConcurrentDictionary`, `ConcurrentQueue`）在多线程环境下的应用，以及它们如何帮助我们安全地共享数据，避免竞态条件。书中通过大量的示例，演示了如何利用这些并发机制来构建高吞吐量的服务器端应用，例如 Web 服务器、消息代理等。这让我能够更好地理解和应用并发编程的各种技巧，从而编写出更具伸缩性和可靠性的网络服务。

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这本书在 .NET Core 和 .NET 5+ 新特性与网络编程的结合上，做得非常出色，让我感受到了 .NET 生态的快速发展和技术的前沿性。随着 .NET Core 的不断迭代和 .NET 5+ 的发布，.NET 在网络编程领域也涌现出了许多新的特性和改进。《.NET 网络高级编程》及时地捕捉到了这些变化，并进行了深入的介绍。例如，书中详细阐述了 ASP.NET Core 的 Kestrel 服务器如何利用 `libuv` 或 `Socket` 实现高性能的 I/O，以及如何在 .NET Core 中利用 Span<T> 和 Memory<T> 来优化内存操作，提升性能。我特别欣赏书中对 `System.Net.Http.SocketsHttpHandler` 的介绍，以及它在 .NET Core 3.0 及之后版本中的关键作用，这让我们能够更细粒度地控制 HttpClient 的行为。此外，书中还探讨了 .NET 在跨平台网络编程方面的优势，以及如何利用 .NET 的丰富库来构建跨操作系统的网络应用。这本书让我对 .NET 在现代网络编程领域的强大能力有了更深的认识，也激发了我尝试和应用这些新特性的热情。

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这本书对于异步编程的深入探讨，绝对是其一大亮点，也是我最为受益的部分之一。过去，我对异步编程的概念虽有了解，但总感觉抓不住核心，写出的异步代码也常常显得杂乱无章，难以维护。然而，《.NET 网络高级编程》的出现，彻底改变了我的认知。它系统地介绍了 .NET 中各种异步模式，从早期的 `BeginInvoke`/`EndInvoke` 到现在主流的 `async`/`await` 关键字，作者都进行了详尽的阐述，并对比了它们之间的优劣和适用场景。更重要的是，作者并没有停留在语法层面的介绍，而是深入剖析了 `async`/`await` 背后的状态机原理，让我们理解了编译器是如何将异步代码转化为高效的状态机，从而避免了线程阻塞，极大地提升了程序的响应能力和吞吐量。书中通过大量的实际案例，演示了如何使用异步 I/O、异步数据库访问、异步网络请求等，来构建高性能、高并发的网络服务。我特别喜欢其中关于 `Task` 和 `Task<TResult>` 的解析，以及如何正确处理任务的取消和异常。这让我能够写出更加健壮、更易于扩展的异步代码，极大地提升了我的开发效率和代码质量。

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对于网络安全这块内容的深入讲解，这本书做得相当出色，远超我最初的预期。网络安全是任何网络应用都绕不开的话题，而《.NET 网络高级编程》则用一种非常系统和务实的方式，将安全渗透到 .NET 网络编程的方方面面。书中不仅阐述了 TLS/SSL 协议的工作原理，以及如何在 .NET 中配置和使用它们来保证数据传输的机密性和完整性，还详细讲解了各种常见的网络攻击手段，如 SQL 注入、XSS 攻击、CSRF 攻击等，并提供了相应的防御措施。我尤其对书中关于身份验证和授权机制的深入剖析印象深刻，它详细介绍了 JWT (JSON Web Token) 的生成、验证和管理，以及 OAuth 2.0 协议的流程，并提供了在 .NET Core 中实现这些安全功能的具体代码。这让我能够清晰地理解如何构建一个安全的 API 网关，如何保护用户数据，以及如何在分布式系统中实现安全的跨服务通信。这本书让我认识到，网络安全并非一个孤立的技术领域，而是需要融入到整个开发生命周期的关键环节。

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书中对于网络诊断和调试工具的介绍，是帮助我解决实际问题的得力助手。在网络编程领域，调试和排查问题往往是开发过程中最令人头疼的部分。《.NET 网络高级编程》在这方面提供了非常实用的指导，它不仅列举了多种常用的网络诊断工具，如 Wireshark、`netsh`、`ping`、`traceroute` 等，更重要的是，它教会了我们如何利用这些工具来分析网络流量、定位通信瓶颈、诊断连接问题。书中通过大量的实际案例，演示了如何使用 Wireshark 捕获和分析网络数据包，如何解读 TCP/IP 协议的报文，以及如何根据分析结果来找出问题的根源。我之前遇到过一个棘手的服务间通信问题，通过书中介绍的 Wireshark 分析方法，我很快就定位到了是由于某个中间设备丢弃了特定的 UDP 包导致的。这本书让我认识到，强大的诊断工具配合扎实的理论知识，才能在复杂网络环境中游刃有余。

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书中对于高性能网络框架和库的介绍，为我打开了新的视野，让我认识到 .NET 生态中丰富的工具链。在追求极致性能的网络应用开发中，选择合适的框架和库至关重要。《.NET 网络高级编程》在这方面提供了非常详尽的指导。它详细介绍了 Kestrel 的工作原理，以及如何在 ASP.NET Core 中对其进行性能调优，例如通过调整工作线程池、配置 HTTP/2 支持等。书中还对 SignalR 进行了深入的剖析，让我们理解了其如何利用 WebSocket、Server-Sent Events 等技术，实现服务器与客户端之间的实时双向通信，这对于构建实时聊天、在线游戏、数据仪表盘等应用场景非常有价值。我特别喜欢书中关于 gRPC 的部分，它不仅解释了 gRPC 的核心概念，还提供了在 .NET 中使用 gRPC 构建高性能微服务通信的详细步骤和示例，这让我对 gRPC 的应用有了更深入的理解。此外，书中对HttpClientFactory 的介绍也让我印象深刻，它如何帮助我们更高效地管理 HttpClient 实例，减少资源消耗，并支持更灵活的配置和策略，这在实际项目中非常实用。

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