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出版者:DERSON

作者:Makofsky, Steve

出品人:

页数:656

译者:

出版时间:2003-7

价格:$ 62.14

装帧:

isbn号码:9780321133526

丛书系列:

图书标签:

• Pocket PC
• Windows CE
• 网络编程
• 嵌入式系统
• C++
• Winsock
• 移动开发
• API
• SDK
• 编程技巧

深入理解现代操作系统的底层机制与高级特性：一本面向实践的系统级编程指南 本书旨在为有一定编程基础，并渴望深入理解现代操作系统内部工作原理和高级编程范式的读者提供一本详尽而实用的参考手册。我们聚焦于操作系统核心概念的剖析、系统调用层面的精细控制，以及在多核、高并发环境下构建健壮、高效应用程序所需的关键技术。 第一部分：操作系统核心架构与内存管理 本部分将带您从宏观到微观，彻底解构现代操作系统的基本骨架。 1.1 操作系统演进与现代内核设计哲学 我们将追溯操作系统的发展历程，对比单体内核、微内核和混合内核的优劣。重点分析当前主流操作系统（如Linux、Windows NT内核家族）在设计上的权衡取舍。深入探讨进程与线程模型在不同内核设计下的差异，以及虚拟化技术对操作系统边界的模糊化趋势。理解内核空间与用户空间的隔离机制是安全和稳定的基石，本书将详细解析这一隔离是如何通过硬件支持（如MMU）和软件机制共同实现的。 1.2 深入内存虚拟化与管理 内存是系统资源中最关键且最复杂的组成部分之一。本章将详述虚拟内存（Virtual Memory）的理论基础，包括地址翻译过程（TLB缓存的作用与失效处理）、页表结构（多级页表如何实现高效映射）以及内存保护机制。我们将探讨内核如何实现堆（Heap）管理，例如slab分配器在内核对象生命周期管理中的关键作用，以及用户空间中`malloc`、`free`背后的复杂算法（如ptmalloc或jemalloc的设计思路）。此外，内存映射（mmap）机制的深度解析将帮助读者理解文件I/O、共享内存以及程序加载过程的本质。关于内存交换（Swapping）和缺页中断（Page Fault）的处理流程，我们将提供详尽的调试和分析方法。 1.3 进程调度与同步机制 理解进程调度是编写高性能应用程序的前提。本书详细剖析了主流调度算法，如完全公平调度器（CFS）的工作原理，包括其时间片分配、虚拟运行时（vruntime）的概念。我们会深入研究进程上下文切换的开销与优化策略。 在同步方面，我们不仅仅停留在互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore）的基本用法，而是深入探讨无锁编程（Lock-Free Programming）的挑战与实践。我们将详细介绍基于CAS（Compare-and-Swap）等原子操作的复杂数据结构实现，并分析内存屏障（Memory Barriers/Fences）在跨处理器一致性维护中的必要性与正确使用方法。讨论还会涉及死锁的检测、避免和恢复策略，特别是在资源竞争激烈的多线程环境中。 --- 第二部分：系统编程接口与底层I/O模型 本部分聚焦于应用程序如何与操作系统内核进行高效交互，重点关注I/O模型和文件系统交互。 2.1 系统调用（System Calls）的本质与性能考量 系统调用是用户程序访问内核功能的唯一途径。本书将解析系统调用的实现机制，包括陷阱（Trap）的触发、上下文保存与恢复过程。我们将分析不同架构下系统调用的性能开销，并介绍快速系统调用（Fast Syscalls）或vDSO/vsyscall等优化技术如何减少用户态到内核态的切换延迟。 2.2 经典与现代I/O模型对比 传统的阻塞式I/O模型（如`read`/`write`）的局限性显而易见。本书将详细比较和实践非阻塞I/O（Non-blocking I/O）、I/O多路复用（`select`/`poll`/`epoll`/`kqueue`）以及异步I/O（AIO）模型的差异。我们将着重讲解epoll机制的内部数据结构（红黑树与双向链表结合）如何实现高效的事件驱动模型，并提供使用这些模型构建高性能网络服务器的完整案例。 2.3 文件系统接口与数据持久化 文件系统不仅仅是数据的存储地，它也是一种重要的抽象层。我们将探讨标准POSIX文件I/O（如`open`, `stat`, `ioctl`）的工作方式，并深入分析缓冲区缓存（Buffer Cache）和页缓存（Page Cache）对读写性能的影响。对于需要极端性能的应用，本书将介绍O_DIRECT（绕过缓存）的使用场景、文件锁定机制（如`flock`与`fcntl`）的正确应用，以及理解Journaling（日志）如何保证文件系统的一致性。 --- 第三部分：进程间通信（IPC）与网络基础 高效的进程间协作和稳定的网络通信是构建分布式系统的基础。 3.1 多样化的进程间通信机制 IPC是实现松耦合服务架构的关键。本书将系统性地介绍各种IPC手段： 管道（Pipes）与命名管道（FIFOs）： 它们在内核中的实现和流量限制。 消息队列（Message Queues）： 系统V IPC与POSIX消息队列的区别，以及在消息传递语义下的保证。 共享内存（Shared Memory）： 它是最高效的IPC方式，我们将重点讨论如何利用它结合信号量或其他同步机制来构建可靠的共享数据区。 Socket（域内套接字/Unix Domain Sockets）： 为什么它们在本地通信中往往比TCP/IP更快速、更可靠。 3.2 深入网络协议栈的系统级交互 本书将网络编程置于操作系统内核的视角下考察。我们将分析Socket API（`socket`, `bind`, `listen`, `accept`, `connect`, `send`, `recv`）如何映射到内核中的相应数据结构（如`sock`结构体、TCP控制块TCB）。重点剖析TCP/IP协议栈的接收与发送路径，包括协议层剥离、数据拷贝的次数（零拷贝技术的引入，如`sendfile`），以及拥塞控制算法（如CUBIC、BBR）在内核中的实现和调优参数。网络编程的健壮性依赖于对错误处理和资源释放的精细控制，我们将提供大量关于资源泄漏预防和优雅关闭连接的最佳实践。 --- 第四部分：系统调试、性能分析与安全沙箱 掌握工具和方法论是成为系统级专家的必经之路。 4.1 系统调试与程序追踪 调试不再局限于设置断点。我们将介绍使用GDB进行高级调试，特别是针对多线程和信号处理的调试技巧。重点讲解ptrace机制的原理，以及如何利用strace/ltrace来追踪系统调用和库函数调用，这是诊断性能瓶颈和理解程序行为的强大工具。对于内核层面的问题，我们将介绍Kprobes和eBPF（扩展的伯克利数据包过滤器）在不修改内核源码的情况下进行动态追踪和性能探查的革命性能力。 4.2 性能度量与资源限制 性能分析需要量化。本书将介绍使用perf工具集进行事件计数器、硬件性能监控单元（PMC）的使用，分析Cache Misses、分支预测错误等底层性能指标。此外，我们将探讨操作系统如何通过资源限制（如ulimit）和Cgroups（控制组）来管理和隔离资源使用，这是构建容器化环境和保证服务质量（QoS）的基础。 4.3 基础安全模型与隔离技术 理解操作系统如何防止恶意或错误代码破坏系统是至关重要的。我们将讨论地址空间布局随机化（ASLR）、数据执行保护（DEP/NX Bit）的实现原理。对于更强的隔离，本书会介绍namespaces（命名空间）和cgroups在容器化技术（如Docker或LXC）中是如何为进程提供独立视图和资源限制的。理解这些底层隔离机制，有助于开发者构建更安全、更可靠的应用程序环境。 本书的每一章都配有大量面向实践的代码示例和剖析，旨在让读者不仅知其然，更能知其所以然，从而能够在底层代码中做出最优化的设计决策。

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Pocket PC Network Programming 这本书对我来说，不仅仅是一本技术书籍，更是一次深入 Pocket PC 网络世界的探索之旅。在那个 Pocket PC 凭借其强大的移动办公能力风靡一时的时代，这本书为我提供了理解和掌握其网络通信能力的关键。书中对 Winsock API 的讲解非常透彻，让我能够理解如何在 Pocket PC 上进行底层的网络通信。从 socket 的创建、配置，到数据的发送和接收，再到连接的管理，每一个环节都讲解得非常详细，并且结合了 Pocket PC 的实际开发环境。我记得书中关于 TCP 连接的建立和断开过程的描述，以及如何处理各种异常情况，这让我对构建稳定可靠的网络应用程序有了更深刻的认识。同时，书中也介绍了 UDP 协议的特点，以及如何在 Pocket PC 上进行 UDP 通信，这让我能够根据不同的应用需求选择最合适的通信协议。我特别欣赏书中对网络性能优化的讨论，例如如何通过调整 Socket 选项来提高传输速度，如何使用异步 I/O 来避免阻塞，这些都极大地提升了我编写高效网络代码的能力。书中提供的代码示例也十分实用，能够帮助我快速理解和实现各种网络功能，为我的 Pocket PC 开发之路奠定了坚实的基础。

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Pocket PC Network Programming 这本书是我在深入探索 Pocket PC 平台网络通信领域时，所遇到的一本非常出色的入门和进阶指南。它以一种非常易于理解的方式，将复杂的网络编程概念和 Pocket PC 的具体实现细节相结合，为我描绘了一幅清晰的网络通信图景。书中对 Winsock API 的讲解，从最基础的 socket 创建、绑定、监听、接受，到连接建立、数据传输、连接关闭，每一个步骤都进行了细致的讲解，并且提供了大量的代码示例，让我能够快速上手。我记得书中对 TCP 协议的深入剖析，包括三次握手、四次挥手过程，以及如何在 Pocket PC 上实现这些过程，这让我对网络连接的建立和维护有了更深的理解。同时，书中也介绍了 UDP 协议的特点，以及如何在 Pocket PC 上进行 UDP 通信，这让我能够根据不同的应用场景选择最合适的通信方式。我特别欣赏书中关于网络错误处理的章节，它详细列举了各种常见的网络错误，并提供了相应的解决方法，这对于编写健壮的网络应用程序至关重要。书中还涉及了 Pocket PC 上的网络配置和管理，包括如何获取本地 IP 地址、如何检测网络连接状态等，这些内容为我开发能够适应不同网络环境的应用提供了有力支持。

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Pocket PC Network Programming 这本书为我打开了 Pocket PC 网络编程的新世界。在那个 Pocket PC 凭借其强大的移动办公能力风靡一时的时代，这本书成为了我学习和探索 Pocket PC 网络通信的得力助手。书中对 Winsock API 的讲解非常全面，从基础的 socket 创建到高级的网络通信模式，都进行了深入的阐述。我记得书中关于 TCP 协议的详细讲解，包括连接的建立、数据的可靠传输以及连接的关闭，这些都让我对如何在 Pocket PC 上实现稳定的网络通信有了清晰的认识。同时，书中也介绍了 UDP 协议的特点，以及如何在 Pocket PC 上进行 UDP 通信，这为我提供了更多的选择来满足不同的应用需求。我尤其欣赏书中对网络错误处理的细致讲解，它详细列举了各种常见的网络错误，并提供了相应的解决方法，这对于编写健壮的网络应用程序至关重要。书中还涉及了 Pocket PC 上的网络配置和管理，包括如何获取本地 IP 地址、如何检测网络连接状态等，这些内容为我开发能够适应不同网络环境的应用提供了有力支持。这本书让我不仅掌握了 Pocket PC 上的网络编程技能，更重要的是培养了我对网络通信的深入理解和分析能力。

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Pocket PC Network Programming 这本书是我接触 Pocket PC 网络开发时，一本不可或缺的启蒙读物。它以一种非常系统和深入的方式，为我展示了 Pocket PC 上的网络通信是如何运作的。书中对 Winsock API 的讲解非常详尽，从最基础的 socket 创建、绑定、监听、接受，到连接建立、数据传输、连接关闭，每一个步骤都进行了细致的讲解，并且提供了大量的代码示例，让我能够快速上手。我记得书中对 TCP 协议的深入剖析，包括三次握手、四次挥手过程，以及如何在 Pocket PC 上实现这些过程，这让我对网络连接的建立和维护有了更深的理解。同时，书中也介绍了 UDP 协议的特点，以及如何在 Pocket PC 上进行 UDP 通信，这让我能够根据不同的应用场景选择最合适的通信方式。我特别欣赏书中关于网络错误处理的章节，它详细列举了各种常见的网络错误，并提供了相应的解决方法，这对于编写健壮的网络应用程序至关重要。书中还涉及了 Pocket PC 上的网络配置和管理，包括如何获取本地 IP 地址、如何检测网络连接状态等，这些内容为我开发能够适应不同网络环境的应用提供了有力支持。

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Pocket PC Network Programming 这本书的价值在于它提供了一种清晰且系统化的方法来学习 Pocket PC 上的网络编程。在那个 Pocket PC 刚刚崭露头角的时代，它为我提供了一套完整的知识体系。书中对 Winsock API 的讲解非常详尽，从 socket 的基本操作到高级的 I/O 模型，都进行了深入的阐述。我至今仍记得书中关于 TCP 和 UDP 协议的对比以及它们在 Pocket PC 上的应用场景。书中详细讲解了如何使用 socket 进行可靠的 TCP 连接，如何处理数据包的发送和接收，以及如何管理连接的生命周期。同时，它也介绍了 UDP 协议的特点，以及如何在 Pocket PC 上利用 UDP 进行高效的数据传输。我特别欣赏书中对网络错误处理的细致讲解，它让我能够理解各种网络错误的含义，并学会如何编写能够应对这些错误的健壮代码。书中还提供了一些关于 Pocket PC 网络配置和管理的实用信息，例如如何获取 IP 地址、如何检测网络连接状态等，这些信息对于开发能够适应不同网络环境的应用非常有帮助。此外，这本书还探讨了 Pocket PC 上的多线程网络编程，以及如何使用异步 I/O 来提高程序的性能。这些内容为我开发更复杂的网络应用程序奠定了坚实的基础。

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Pocket PC Network Programming 是一本在我对移动平台开发充满好奇与探索的初期，给予了我极大的启发的书籍。这本书如同一位经验丰富的向导，在我摸索 Pocket PC 上的网络通信时，为我指明了方向。它没有直接给我现成的代码，而是深入浅出地讲解了底层的原理和机制。我至今仍记得书中关于Winsock API在 Pocket PC 上的应用，那些关于套接字（Socket）的创建、连接、数据传输的细节，以及如何处理各种网络错误，都让我对网络编程有了更清晰的认识。尤其是关于同步和异步操作的讲解，让我明白了在资源有限的移动设备上，如何才能编写出既高效又不会阻塞用户界面的网络应用。这本书不仅教会了我如何去做，更重要的是让我理解了“为什么”要这样做。它提供的那些关于TCP/IP协议栈在移动设备上的具体实现和优化策略，对于我后续开发需要处理大量网络交互的应用至关重要。书中对Pocket PC特有的网络环境，例如Wi-Fi连接的稳定性、2G/3G网络延迟等，也给予了充分的考虑，并提供了相应的编程技巧。我记得其中一个章节详细介绍了如何在Pocket PC上实现一个简单的TCP客户端和服务器，通过这个实例，我能够直观地理解网络通信的整个生命周期，从连接建立到数据传输，再到连接关闭。这种实践性的讲解，让我能够将理论知识迅速转化为实际操作能力。它让我明白，即便是面向一个相对封闭的移动平台，对网络原理的深刻理解也是构建健壮、高效网络应用的基础。这本书的价值在于，它不仅仅是一本技术手册，更是一本能够帮助开发者建立起扎实网络编程思维的书籍。

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Pocket PC Network Programming 这本书对我来说，更像是一本“思想启蒙”的读物。在移动互联网刚刚兴起的年代，Pocket PC 作为一个新兴的平台，其网络通信能力是开发各种应用的关键。这本书为我揭示了 Pocket PC 在网络编程方面的独特之处。它不是简单地将PC上的网络编程概念搬过来，而是针对 Pocket PC 的资源限制和通信特点进行了深入的探讨。我清晰地记得书中对Pocket PC下低级网络通信的描述，如何通过Winsock API来处理TCP和UDP连接。书中对于网络数据流的理解，以及如何有效地读写数据，都给我留下了深刻的印象。尤其是在处理不同网络环境下的数据传输效率问题上，这本书提供了许多宝贵的建议和技术。比如，如何通过缓冲机制来减少系统调用的次数，如何选择合适的数据包大小来优化传输效率，以及如何处理网络延迟和丢包等问题。书中还介绍了在Pocket PC平台上实现的网络服务，例如简单的HTTP服务器和客户端，这些例子让我能够将所学的知识应用到实际的项目中。书中对Pocket PC的内存管理和线程同步在网络编程中的应用也进行了探讨，这些都是在资源有限的设备上开发高效网络应用所必须掌握的知识。我特别欣赏书中对于网络错误的分类和处理的详细讲解，这让我能够更从容地应对各种不可预知的网络状况。它让我明白，网络编程不仅仅是调用API，更是对通信过程的深入理解和细致控制。

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Pocket PC Network Programming 这本书在我的开发生涯中扮演了至关重要的角色。它帮助我建立了对 Pocket PC 网络编程的系统性认知。这本书不仅仅是一本API参考手册，更像是一位经验丰富的导师，引导我理解 Pocket PC 上的网络通信是如何工作的。书中对 Socket 编程的讲解非常深入，从最基础的 socket 创建到复杂的连接管理，再到数据的可靠传输，每一个环节都讲解得清晰透彻。我记得书中对于 TCP 连接的建立和断开过程的详细描述，以及如何处理各种异常情况，比如连接超时、连接重置等。这些细节对于构建稳定可靠的网络应用程序至关重要。书中还介绍了 UDP 协议的特点以及如何在 Pocket PC 上进行 UDP 通信，这让我能够根据不同的应用场景选择最合适的通信协议。此外，这本书还探讨了 Pocket PC 上的网络配置和管理，包括如何获取网络连接信息、如何切换网络连接等，这些内容对于开发需要动态管理网络连接的应用非常有帮助。我特别喜欢书中对网络性能优化的讨论，例如如何通过调整 Socket 选项来提高传输速度，如何使用异步 I/O 来避免阻塞，这些都极大地提升了我编写高效网络代码的能力。书中提供的代码示例也十分实用，能够帮助我快速理解和实现各种网络功能。这本书为我打下了坚实的基础，让我能够自信地应对各种 Pocket PC 上的网络编程挑战。

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Pocket PC Network Programming 这本书为我提供了深入理解 Pocket PC 网络通信的钥匙。在那个人们对于移动设备网络能力充满期待的时代，这本书为我打开了通往 Pocket PC 网络世界的大门。它详细阐述了 Pocket PC 上的 Winsock API，让我能够理解如何在 CE 操作系统下进行底层的网络通信。书中对 TCP/IP 协议栈在 Pocket PC 上的实现机制的讲解，让我对网络通信的原理有了更深刻的认识。我至今仍记得书中关于 Socket 编程的细节，从如何创建和配置 Socket，到如何进行数据发送和接收，再到如何处理网络连接的建立和断开。这些内容都非常详实，并且结合了 Pocket PC 的实际情况。书中还探讨了 Pocket PC 上的网络错误处理，以及如何编写健壮的网络应用程序来应对各种不可预测的网络状况。我尤其欣赏书中对异步网络编程的介绍，它让我理解了如何在有限的资源下，通过非阻塞的 I/O 操作来提高程序的响应速度和用户体验。书中还提供了一些关于 Pocket PC 网络应用开发的实践案例，这些案例让我能够将所学的理论知识应用到实际项目中，并从中获得宝贵的实践经验。它不仅教授了我如何编写网络代码，更重要的是培养了我对网络通信的理解和分析能力。

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对于 Pocket PC Network Programming 这本书，我最深的感受是它提供了一种系统化的学习方法。在接触这本书之前，我对 Pocket PC 上的网络编程几乎一无所知，感觉就像是置身于一片混沌之中。然而，这本书就像一盏明灯，将复杂的网络概念和 Pocket PC 的特定环境一一剖析，让我得以窥见其内在的逻辑。书中对 Socket 编程的讲解，从基础的socket创建、bind、listen、accept，到connect、send、recv，每一个步骤都进行了细致的阐述，并且结合了 Pocket PC 的API进行讲解，让我能够理解如何在 Windows CE 环境下使用这些函数。特别值得称道的是，书中对Socket的错误处理机制进行了详尽的介绍，包括如何识别各种错误代码，以及如何采取相应的措施来应对，这对于开发健壮的网络应用程序至关重要。我记得书中还讨论了关于Socket选项的设置，比如SO_REUSEADDR、SO_KEEPALIVE等，这些细节虽然看似微小，但在实际的网络通信中却能起到意想不到的作用，帮助我优化了应用的性能和稳定性。此外，这本书还涉及到了一些更高级的网络编程概念，例如多线程处理网络连接、UDP通信的特点和应用场景，以及如何使用Winsock的异步通知机制来提高程序的响应速度。这些内容为我打开了新的视野，让我能够处理更复杂的网络通信需求。书中还包含了对Pocket PC网络接口的管理和配置的介绍，让我能够更深入地了解 Pocket PC 的网络通信是如何工作的。它鼓励我不仅要学会使用API，还要理解API背后的原理，这种学习方式极大地提升了我解决实际问题的能力。

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