Linux C编程

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出版者:清华大学出版社
作者:李玉波 朱自强 郭军
出品人:
页数:370
译者:
出版时间:2005-9
价格:36.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787302113690
丛书系列:
图书标签:
  • linux
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具体描述

深入探索:现代软件架构与设计模式实践指南 作者:[此处留空,或填写一个符合技术书籍风格的虚构作者名] 出版社:[此处留空,或填写一个符合技术书籍风格的虚构出版社名] --- 内容简介 在当今快速迭代的软件工程领域,仅仅掌握编程语言的语法已远远不能满足构建健壮、可维护、高性能系统的需求。软件的“骨架”——架构设计和所采用的设计模式,才是决定项目长期健康与否的关键要素。本书旨在为资深开发者、系统架构师以及希望从“代码实现者”向“系统设计者”转型的工程师,提供一套全面、深入且极具实战指导意义的现代软件架构与设计模式的理论体系和实践指南。 本书摒弃了对基础语法和简单工具使用的冗余介绍,聚焦于复杂系统背后的思维模型和决策过程。我们假设读者已经具备扎实的编程基础,能够熟练运用至少一种主流编程语言(如Java, C, Python, Go或Rust)进行高效开发。我们的目标是填补“会写代码”与“能设计优秀系统”之间的鸿沟。 全书内容结构严谨,分为四大核心模块,层层递进,确保读者能够系统地掌握从宏观架构选择到微观代码结构优化的全流程设计能力。 --- 第一部分:现代软件架构的基石与演进 本部分将带领读者审视当前主流的软件架构范式,并深入剖析它们诞生的时代背景、核心权衡(Trade-offs)以及适用场景。我们不仅仅停留在理论描述,更强调在实际业务需求驱动下如何进行架构选型。 1.1 架构的本质与非功能性需求驱动 软件架构的根本目标是管理复杂性和满足非功能性需求(NFRs)。我们将详细解析关键的NFRs,如可扩展性(Scalability)、弹性(Resilience)、可观测性(Observability)、安全性(Security)和成本效益(Cost-effectiveness)。本章将通过量化指标(如P99延迟、吞吐量、平均恢复时间MTTR)来指导架构决策,而非仅仅停留在概念层面。 1.2 分布式系统的核心挑战与基础模型 深入探讨单体架构的局限性后,我们将进入分布式系统的世界。本章会详述分布式系统面临的根本性难题:一致性、可用性、分区容错性(CAP定理的深刻理解)、时钟同步、网络延迟和消息传递的可靠性。我们将细致分析Paxos、Raft等经典一致性算法的内部机制,并探讨它们的实际部署考量。 1.3 经典架构范式的深度解析 微服务架构(Microservices): 探讨其治理模型的复杂性,包括服务发现、API网关、分布式事务(Saga模式的实施细节)、配置中心管理以及熔断限流策略的实现。 事件驱动架构(EDA): 重点解析消息队列(Kafka, RabbitMQ)作为核心通信媒介的角色,以及如何构建高吞吐量的事件溯源(Event Sourcing)和命令查询职责分离(CQRS)系统。 分层架构与六边形架构(Clean Architecture): 强调领域驱动设计(DDD)在构建可测试、业务逻辑独立于技术细节的系统中的核心作用。我们将展示如何通过依赖反转原则来构建松耦合的应用程序骨架。 --- 第二部分:设计模式的现代应用与误区规避 设计模式是解决特定场景下重复性问题的经典方案。本书将超越GoF(Gang of Four)的范畴,重点关注在面向对象设计之外,如何将设计思想应用于更广泛的编程范式中。 2.1 结构型模式的重构与优化 我们将回顾适配器、装饰器、代理等模式,但核心在于讨论在现代面向对象语言(如支持Mixin、Trait的语言)中,如何用更简洁的机制替代某些复杂结构。特别关注依赖注入(DI)容器如何自动化地实现工厂和桥接模式的职责。 2.2 创建型模式的生命周期管理 深入探讨工厂(Factory) 和抽象工厂(Abstract Factory) 在处理不同配置或版本的对象创建时的优劣。重点讲解单例模式在并发环境下的正确实现(如双重检查锁定、使用初始化器),以及何时应明确避免使用单例(例如,避免在全局状态中耦合业务逻辑)。 2.3 行为型模式的流程控制与并发 行为型模式(如策略、责任链、观察者)是解耦业务流程的关键。我们将详细分析责任链模式如何替代繁琐的`if-else`结构,以及在反应式编程(Reactive Programming)范式下,观察者模式如何演变为RxJava/Reactor等流处理框架的核心。此外,还会探讨迭代器和访问者模式在处理新数据结构或新操作时带来的扩展性挑战与机遇。 2.4 特定领域的设计模式 本章将介绍面向高并发和数据处理的特定模式: 生产者-消费者模式: 如何在无锁数据结构和基于阻塞队列的同步机制中进行选择。 护卫/守卫模式(Guard Pattern): 强调在函数入口处尽早验证输入和状态的必要性。 --- 第三部分:高性能与并发编程的设计思维 在多核处理器成为标配的今天,正确的并发设计是构建高性能应用不可或缺的一部分。本部分侧重于如何设计出既能充分利用硬件资源,又能保证数据一致性的并发模型。 3.1 内存模型与同步原语 详细解析底层内存模型对程序行为的影响,包括但不限于内存屏障(Memory Barriers) 的作用。深入讲解互斥锁(Mutex)、信号量(Semaphore)、读写锁(RWLock) 的内部工作原理、性能开销及正确使用边界。 3.2 无锁化设计与并发数据结构 讨论在特定高频场景下,如何通过原子操作(CAS/Compare-And-Swap)来构建高性能的无锁数据结构,从而避免传统锁带来的上下文切换和死锁风险。我们将分析LMAX Disruptor等高性能架构中对环形缓冲区(Ring Buffer)的精妙设计。 3.3 异步、协程与反应式编程 从传统的线程模型过渡到更轻量级的并发抽象。探讨协程/Goroutine/Fiber在I/O密集型应用中的优势,并对比其与传统线程池模型的资源消耗差异。重点讲解非阻塞I/O的编程范式及其在网络服务中的应用。 --- 第四部分:架构的持续演化与可观测性 架构不是一次性完成的蓝图,而是需要随着业务发展不断演进的活态系统。本部分关注架构的健康度维护和实际运行中的反馈机制。 4.1 架构的度量、评估与重构 介绍如何使用架构评估工具和技术(如架构契约检查)来量化当前系统的耦合度和内聚度。详细阐述垂直切分、水平切分(Sharding) 的策略选择,以及如何识别和消除“架构债务”。 4.2 可观测性的三大支柱 系统部署后,设计者必须能够理解其运行状态。本章详细阐述日志(Logging)、指标(Metrics)和分布式追踪(Tracing) 的最佳实践。我们将讲解如何设计合理的度量体系,并使用OpenTelemetry等标准来构建端到端的请求追踪能力,以便在复杂的微服务调用链中快速定位瓶颈。 4.3 安全性与合规性设计 将安全思维融入架构的各个层面(Security by Design)。涵盖数据加密策略(传输层与静止数据)、身份验证与授权机制(OAuth 2.0/JWT的架构集成),以及安全漏洞的预防性设计。 --- 总结 本书的价值在于提供了一套系统化的设计思维工具箱,而非简单的代码片段集合。通过对现代架构范式的剖析、对经典设计模式在当代场景下的再审视,以及对高性能并发处理的深入探讨,读者将能够自信地驾驭复杂系统的设计、实现、优化与长期维护工作,构建出真正具有工程美感和业务弹性的软件产品。 目标读者: 资深软件工程师、技术主管、系统架构师。 先决条件: 扎实的编程基础,对数据结构和算法有良好理解。

作者简介

目录信息

读后感

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好书不多,但也不少,所以大家肯定也得有选择性的看,去选择看哪些书。我电脑全自学的,经常到处找人问,后来找到一个猎豹网校,还不错。都是看视频课程那种,真是学起来容易多了。而且有老师随时可以请教指点,这比自己单纯看书,理解得更容易了。

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好书不多,但也不少,所以大家肯定也得有选择性的看,去选择看哪些书。我电脑全自学的,经常到处找人问,后来找到一个猎豹网校,还不错。都是看视频课程那种,真是学起来容易多了。而且有老师随时可以请教指点,这比自己单纯看书,理解得更容易了。

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好书不多,但也不少,所以大家肯定也得有选择性的看,去选择看哪些书。我电脑全自学的,经常到处找人问,后来找到一个猎豹网校,还不错。都是看视频课程那种,真是学起来容易多了。而且有老师随时可以请教指点,这比自己单纯看书,理解得更容易了。

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http://blog.csdn.net/haoel/article/details/626094 引文: 本书第5章抄袭了我的《跟我一起写makefile》全文 本书第4章抄袭了我的《用GDB调试程序》 (文章结构和内容几乎完全一样)  

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http://blog.csdn.net/haoel/article/details/626094 引文: 本书第5章抄袭了我的《跟我一起写makefile》全文 本书第4章抄袭了我的《用GDB调试程序》 (文章结构和内容几乎完全一样)  

用户评价

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我是一名计算机科学专业的应届毕业生,对 Linux 操作系统的底层细节非常感兴趣。《Linux C编程》这本书为我提供了一个非常好的学习平台。它将抽象的操作系统概念通过 C 语言编程的形式生动地展现出来。书中对进程调度(Process Scheduling)算法的讲解让我印象深刻,它解释了先到先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、优先级调度和轮转法(Round Robin)等几种常见的调度策略,并提供了相应的 C 语言实现。我尝试着根据书中的描述实现了一个简单的进程调度模拟器,这让我对 CPU 如何分配给不同的进程有了更直观的理解。我还非常喜欢书中关于内存分配(Memory Allocation)的讲解,它不仅介绍了 `malloc`、`free` 的基本用法,还深入探讨了内存碎片、内存泄漏等问题,以及如何通过一些优化手段来提高内存利用率。书中还详细介绍了文件锁(File Locking)的概念,包括建议性锁和强制性锁,以及如何使用 `fcntl()` 函数来实现文件锁,这对于并发访问共享文件非常重要。这本书为我打下了坚实的 Linux 系统编程基础,让我对操作系统的运行机制有了更深入的认识。

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我是一名对操作系统原理非常感兴趣的学生,一直想找一本能够将理论知识与实践操作紧密结合的书籍。《Linux C编程》这本书完美地满足了我的需求。它不仅仅是教会我如何写 C 代码,更是让我理解了 C 语言在 Linux 系统中的强大应用。我喜欢书中对进程与线程的概念区分以及它们在 Linux 下的实现方式的讲解。书中详细介绍了 `process` 的生命周期,包括创建 (`fork`、`exec`)、通信 (`pipe`、`msgget`、`shmget`) 和终止 (`exit`、`kill`)。对于 `thread`,书中不仅解释了它们与进程的区别,还深入讲解了 `pthread_create`、`pthread_join`、`pthread_mutex_lock`、`pthread_mutex_unlock` 等核心函数。我特别喜欢书中关于信号(Signals)处理的章节,它解释了各种信号的含义以及如何通过 `signal()` 和 `sigaction()` 来捕获和处理信号,这对于编写能够优雅处理异常情况的程序至关重要。书中还包含了很多关于文件系统操作的实例,比如如何使用 `stat()` 获取文件信息,如何使用 `readdir()` 遍历目录,以及如何使用 `lseek()` 对文件进行定位。我还尝试了书中关于时间处理的章节,学习了如何使用 `time()`、`localtime()`、`strftime()` 等函数来获取和格式化时间信息。这本书让我从一个 C 语言的初学者,变成了一个能够理解和编写 Linux 系统级程序的开发者,它的价值无法估量。

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在大学期间,我一直对网络编程很感兴趣,尤其是在 Linux 环境下的开发。《Linux C编程》这本书为我提供了一个系统性的学习路径。书中从套接字(Socket)的基本概念讲起,详细介绍了 TCP 和 UDP 协议的区别,以及它们在套接字编程中的应用。我特别喜欢书中关于客户端-服务器模型(Client-Server Model)的讲解,它提供了使用 `socket`、`bind`、`listen`、`accept`、`connect` 等函数来构建网络应用程序的详细步骤和代码示例。书中还深入探讨了阻塞 I/O 和非阻塞 I/O 在网络编程中的应用,以及如何使用 `select`、`poll` 等 I/O 复用技术来提高并发处理能力。我尝试着根据书中的例子编写了一个简单的聊天室程序,实现了多个客户端与服务器之间的实时通信,这让我对网络编程有了更深入的理解。此外,书中还涉及了对 DNS 解析、HTTP 协议的基本介绍,这些内容对于进行网络应用开发非常有帮助。这本书为我打下了坚实的 Linux 网络编程基础,让我能够自信地应对各种网络应用开发的需求。

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我是一名自由职业的软件工程师,经常需要接触各种不同的 Linux 应用场景。《Linux C编程》这本书是我近年来阅读过最实用、最有价值的书籍之一。它内容丰富,涵盖了 Linux 系统编程的方方面面。我特别欣赏书中对线程安全(Thread Safety)的强调,以及如何使用互斥锁、读写锁和条件变量来保证多线程程序的正确性。书中关于并发控制的讲解非常细致,提供了多种实际场景的解决方案。我还对书中关于进程间通信(IPC)的详细介绍印象深刻,特别是对命名管道(Named Pipes)和消息队列(Message Queues)的讲解,它们是实现进程间高效数据交换的重要手段。书中提供的使用消息队列进行进程间数据传递的示例,让我能够清晰地理解其工作流程。此外,书中还涉及了对系统日志(System Logging)的介绍,包括如何使用 `syslog` 函数将日志信息写入系统日志文件,这对于调试和监控应用程序至关重要。我尝试着按照书中的方法为我正在开发的一个应用程序添加了日志功能,这极大地提升了其可维护性。这本书的实用性体现在它不仅仅是理论的堆砌,而是提供了大量可以直接应用于实际项目的代码示例和解决方案。

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我在工作中经常需要处理和分析大量的日志数据,因此对 Linux 下的文件 I/O 和系统性能优化非常关注。《Linux C编程》这本书在这方面提供了极大的帮助。书中对文件 I/O 的细致讲解,包括缓冲 I/O 和非缓冲 I/O 的区别,以及 `fread`/`fwrite` 和 `read`/`write` 的使用场景,让我能够更有效地进行文件操作。我特别欣赏书中关于内存映射文件(Memory-Mapped Files)的讲解,它解释了如何使用 `mmap()` 将文件直接映射到进程地址空间,从而实现高效的数据读写,这对于处理大文件非常有用。书中还深入探讨了异步 I/O(Asynchronous I/O)的概念,以及如何使用 `aio_read`、`aio_write` 等函数来实现非阻塞的 I/O 操作,这对于提高程序响应速度非常有益。我尝试着根据书中的例子实现了一个简单的异步文件读取程序,其性能提升效果非常明显。此外,书中关于性能分析工具(如 `strace`、`perf`)的介绍,也为我优化程序性能提供了重要的指导。通过这本书,我学会了如何更高效地进行文件操作,并对 Linux 下的系统性能优化有了更深入的理解。

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我一直对 Linux 系统底层的工作原理充满好奇,特别是 C 语言在其中扮演的角色。当我在书店看到《Linux C编程》这本书时,立刻被它吸引了。拿到手后,我迫不及待地翻阅起来。书的排版清晰,章节划分逻辑性很强,从最基础的 C 语言语法讲起,逐步深入到 Linux 环境下的编程特有概念,比如系统调用、进程管理、线程、内存模型等等。书中穿插了大量的代码示例,这些示例都非常贴近实际,让我能够边学边练,很快就能上手。例如,在讲解文件 I/O 的章节,书中不仅介绍了 `open`、`read`、`write` 这些基本函数,还详细解释了文件描述符的概念,以及缓冲 I/O 和非缓冲 I/O 的区别。更令我印象深刻的是,书中还涉及了信号处理,解释了如何捕获和响应各种系统信号,这对于编写健壮的 Linux 程序至关重要。我特别喜欢它对 `fork()` 和 `exec()` 系列函数的讲解,它们是理解进程创建和程序执行的基础。书中还花了相当大的篇幅介绍 IPC(Inter-Process Communication)机制,包括管道、消息队列、共享内存和信号量,这些都是多进程通信的关键技术,对于开发复杂的分布式系统非常有帮助。我尝试着按照书中的例子编写了一个简单的 Shell 程序,虽然功能有限,但让我深刻体会到了系统调用的强大和 C 语言的灵活性。这本书不仅仅是 C 语言教程,更是 Linux 系统编程的入门指南,它为我打开了一扇通往更深层次的 Linux 世界的大门。

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我在一家软件公司工作,主要负责开发高性能的服务器端应用程序。一直以来,我都对 Linux 系统底层的精细化调优和高性能编程技术非常关注。《Linux C编程》这本书为我提供了宝贵的知识和实践指导。书中对系统调用的讲解非常深入,它不仅列举了常用的系统调用,还详细解释了它们的工作原理以及在内核态和用户态之间的切换过程。我特别欣赏书中关于内存映射(Memory Mapping)的章节,它解释了 `mmap()` 函数如何将文件或设备映射到进程的地址空间,以及这对于提高 I/O 性能的作用。书中还详细介绍了共享内存(Shared Memory)的实现,并提供了同步机制(如信号量)来保证并发访问的安全性。我尝试着根据书中的例子实现了一个基于共享内存的 IPC 机制,其性能提升效果非常显著。此外,书中对网络编程的深入讲解也给我留下了深刻印象,特别是对 `select`、`poll` 和 `epoll` 等 I/O 复用机制的介绍,它们是构建高并发网络应用的核心技术。书中提供的 `epoll` 示例代码,让我能够清晰地理解其工作原理和优势。这本书的内容对我来说,不仅仅是技术知识的补充,更是我解决实际开发问题的关键思路来源。

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作为一名有几年 C 语言开发经验的开发者,我一直渴望能够深入理解 Linux 内核以及如何在 Linux 环境下进行高效的系统级编程。《Linux C编程》这本书简直是为我量身定做的。它没有像许多入门教程那样止步于基础语法,而是直接切入 Linux 特有的编程范式。我特别欣赏书中对内存管理的细致讲解,包括堆、栈、全局区、静态区等不同内存区域的划分和生命周期,以及 `malloc`、`calloc`、`realloc`、`free` 这几个内存管理函数的详细用法和注意事项。书中还深入探讨了指针的各种高级用法,包括函数指针、指针数组、指向指针的指针等等,这些概念在系统编程中是必不可少的。我尤其对书中关于多线程编程的章节感到受益匪浅,它详细介绍了 POSIX 线程(pthreads)库的使用,包括线程的创建、同步(互斥锁、条件变量)、线程局部存储以及线程的销毁和分离。书中提供的多线程同步示例,比如生产者-消费者模型,让我能够清晰地理解如何避免竞态条件和死锁。此外,书中对网络编程的介绍也非常到位,从套接字(socket)的基本概念到 TCP/IP 协议栈的简单介绍,再到 `socket`、`bind`、`listen`、`accept`、`connect` 等关键函数的讲解,都非常全面。我尝试用书中介绍的方法编写了一个简单的 TCP 客户端和服务器,实现了文件传输功能,这让我对网络通信有了更直观的认识。

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我是一名热爱开源社区的开发者,对 Linux 内核的开发和贡献充满向往。《Linux C编程》这本书为我提供了扎实的理论基础和实践指导。书中对 Linux 内核模块(Kernel Modules)开发的入门介绍让我非常兴奋,它解释了如何编写、编译和加载内核模块,以及如何使用内核提供的 API 来访问硬件和系统资源。我特别欣赏书中对中断处理(Interrupt Handling)机制的详细讲解,它解释了中断向量表、中断描述符表等概念,以及如何编写中断服务例程(ISR)来处理硬件中断。书中还深入介绍了内核同步机制,如自旋锁(Spinlocks)、互斥锁(Mutexes)和信号量(Semaphores),以及如何在多核环境下保证内核代码的线程安全。我尝试着根据书中的例子编写了一个简单的内核模块,实现了对特定硬件寄存器的读写操作,这让我对内核编程有了初步的体验。此外,书中还涉及了对内核数据结构(如链表、红黑树)的介绍,以及如何在内核中使用这些数据结构来组织和管理系统信息。这本书的内容非常深入,非常适合想要深入 Linux 内核开发的开发者。

评分

作为一名对嵌入式系统开发充满热情的学生,我一直希望能够更深入地理解 C 语言在 Linux 平台上的应用。《Linux C编程》这本书为我打开了新世界的大门。它不仅仅是教我 C 语言的语法,更是让我理解了 C 语言如何与 Linux 内核进行交互。书中对设备驱动程序开发的入门介绍让我眼前一亮,它解释了字符设备、块设备和网络设备的基本概念,以及如何使用 `ioctl`、`read`、`write` 等接口与设备进行通信。我特别喜欢书中关于中断(Interrupts)处理的讲解,它解释了中断是如何产生的,以及内核是如何响应中断的,这对于理解嵌入式系统中硬件与软件的交互至关重要。书中还深入介绍了 `polling` 和 `interrupt-driven` 两种 I/O 模型,以及它们在不同场景下的优劣。我尝试着按照书中的例子编写了一个简单的字符设备驱动,虽然只是模拟了一个 LED 灯的开关,但让我深刻体会到了编写驱动程序的乐趣和挑战。此外,书中对内存管理单元(MMU)和虚拟内存的讲解,也为我理解嵌入式系统中的内存布局和访问机制提供了重要的理论基础。这本书的内容非常扎实,非常适合想要在 Linux 平台上进行底层开发的读者。

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当年主要为参考一下makefile

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符合我的学习风格

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符合我的学习风格

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