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出版者:CRC Press

作者:David H. Eberly

出品人:

页数:752

译者:

出版时间:2004-12-17

价格:USD 98.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780122290640

丛书系列:

图书标签:

• 游戏开发
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深入剖析现代软件系统设计与实践：从底层原理到前沿应用 图书名称： 软件系统架构精要与高性能实践 图书简介： 本书旨在为致力于构建健壮、高效、可维护的现代软件系统的工程师和架构师提供一份全面的指南。我们聚焦于那些超越特定编程语言或框架的普适性原则，深入挖掘支撑起大型、复杂应用背后的核心设计哲学与技术选型考量。本书内容涵盖了从基础的系统抽象到尖端的并发处理策略，旨在帮助读者构建起坚实的系统思维框架。 第一部分：系统基础与抽象层构建 本部分将系统地回顾和剖析构建可靠软件系统的基石。我们从数据结构和算法的优化视角切入，探讨在内存受限或对延迟敏感的环境中，如何设计出最优化的数据布局与访问模式。 1. 内存管理与性能优化： 我们将详细阐述操作系统层面的内存分配策略（如堆管理、页表机制），并深入探讨垃圾回收（GC）机制的演进与陷阱。重点在于教授如何通过手动内存布局优化、对象池设计以及理解缓存行对齐（Cache Line Alignment），实现接近硬件极限的性能。章节中会包含对NUMA（非均匀内存访问）架构下内存分配的实践指导。 2. 并发模型与同步原语： 在多核处理器成为主流的今天，并发是软件性能的生命线。本书将超越传统的互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore），深入研究无锁（Lock-Free）与等待无关（Wait-Free）算法的设计。我们将分析基于原子操作（Atomic Operations）的实现细节，如CAS（Compare-and-Swap）循环的构建，以及更高级的内存屏障（Memory Barriers）在保证跨处理器可见性上的关键作用。我们将比较Actor模型、CSP（Communicating Sequential Processes）模型以及传统线程池模型的适用场景和性能权衡。 3. 错误处理与容错机制： 软件的健壮性往往体现在它如何优雅地处理失败。本部分探讨异常处理的性能开销，并引入更具韧性的错误报告与恢复策略。我们将介绍诸如监督树（Supervisor Trees，受Circuit Breaker和Retry机制启发的模式）的设计理念，以及如何利用状态机（State Machines）来精确控制系统在故障转移过程中的行为，确保系统在部分失效时仍能保持核心功能可用。 第二部分：分布式系统的核心挑战与解决方案 构建超越单机限制的系统需要解决跨越网络边界的复杂问题。本部分聚焦于分布式共识、数据一致性与网络通信的优化。 4. 网络通信协议栈的深度解析： 我们将剖析TCP/IP协议栈的内部工作原理，特别是拥塞控制算法（如BBR）的演进及其对高吞吐量系统的影响。更重要的是，我们将转向现代、低延迟的通信范式，详细介绍基于UDP的可靠传输协议（如QUIC）的设计思路，以及在微服务架构中采用gRPC或自定义二进制协议的考量。性能优化将围绕序列化/反序列化（如FlatBuffers或Protocol Buffers）的效率展开。 5. 数据一致性与共识算法： 讨论CAP定理的实际意义，而非仅仅停留在理论层面。本书将深入讲解Paxos及其更易于理解的变体Raft算法的详细流程，包括Leader选举、日志复制和快照恢复。此外，我们还将探讨最终一致性模型的实现，如基于向量时钟（Vector Clocks）或 Lamport 时间戳的冲突解决策略。 6. 分布式事务与数据分区： 面对海量数据，如何确保跨多个独立存储节点操作的原子性？我们将对比两阶段提交（2PC）的局限性，并重点分析Saga模式在补偿性事务中的应用。在数据分区（Sharding）方面，我们会分析一致性哈希（Consistent Hashing）的优劣，以及如何设计高效的数据路由层来最小化热点问题。 第三部分：系统性能工程与持续优化 架构设计并非一次性的任务，而是需要持续的测量、分析和迭代。本部分关注如何将系统性能指标转化为可操作的洞察。 7. 性能度量与剖析（Profiling）： 讲解如何科学地进行性能测试，区分负载测试、压力测试和稳定性测试。重点介绍火焰图（Flame Graphs）和eBPF技术在生产环境中进行低开销系统级性能分析的实际应用，帮助读者准确定位到延迟的根源，无论是用户态代码还是内核调度延迟。 8. 延迟的本质与SLA保障： 延迟是用户体验的最终体现。本书深入剖析系统延迟的各个组成部分——网络传输、I/O等待、上下文切换、锁竞争等。我们将介绍如何利用百分位数（如p95, p99）而非平均值来定义和保障服务等级协议（SLA），并探讨如何设计延迟预算（Latency Budget）机制贯穿整个服务调用链。 9. 系统的演进与技术债务管理： 大型系统需要适应不断变化的需求。本部分讨论如何通过清晰的模块边界（如限界上下文）、依赖倒置原则以及依赖注入（DI）容器来提高代码的可测试性和重构的安全性。我们将探讨如何识别和量化技术债务，并制定可持续的重构路线图，确保系统架构能够与业务增长同步演进。 本书的全部内容均基于对现有成熟工业级软件系统设计模式的提炼与重构，旨在提供一套通用、底层且面向未来的系统构建方法论。书中不涉及任何具体的游戏开发管线、图形渲染API（如OpenGL/Vulkan）或物理模拟库的内部实现细节。本书关注的是，无论最终构建的是一个金融交易系统、一个大规模后端服务集群，还是一个需要极致效率的计算引擎，其底层所需具备的通用架构思维和工程能力。

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这本书对我的游戏开发理念产生了深远的影响。在接触这本书之前，我更倾向于使用已经成熟的引擎，并通过脚本和插件来定制功能。但《3D Game Engine Architecture》让我看到了自己构建一个引擎的可能性，并且让我明白，理解引擎的架构远比仅仅熟练使用API更重要。它带领我一步步构建一个虚拟世界的“骨骼”和“肌肉”。从如何组织场景图，到如何高效地管理摄像机和光照，再到如何实现逼真的材质和纹理渲染，这本书提供了一个完整的蓝图。我特别喜欢书中关于性能优化的章节，它不仅仅是列举一些技巧，而是深入到CPU和GPU的交互、内存访问模式等方面，让我明白了“为什么”要这样做。这本书也让我意识到，一个优秀的游戏引擎不仅仅是一个渲染器，它更是一个能够高效管理资源、处理输入、执行逻辑的综合性平台。它就像一本详尽的“游戏引擎建造指南”，让我对游戏的“幕后”有了更深刻的认识，也激发了我对底层技术更强烈的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

自从我开始深入研究游戏引擎的底层技术，《3D Game Engine Architecture》这本书就成为了我案头必备的参考资料。它以一种极其严谨和系统的视角，为我剖析了一个3D游戏引擎的各个核心模块是如何协同工作的。我从中学习到了如何构建一个高效的渲染器，包括剔除、遮挡、阴影、反射等关键技术，并且理解了这些技术背后的数学原理和性能考量。对于物理引擎部分，书中对碰撞检测、刚体动力学模拟的讲解也让我大开眼界，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是深入到“为什么这么做”的层面。我尤其欣赏书中关于动画系统和AI架构的章节，它们为我提供了关于如何实现流畅角色动作和智能AI行为的宝贵见解。这本书的优点在于其内容的深度和广度，它涵盖了从图形学到物理学，再到软件工程等多个领域，并且能够将这些复杂的技术有机地整合在一起。读完这本书，我感觉自己对游戏引擎的设计和实现有了更透彻的理解，并且能够更有信心地去解决实际开发中遇到的各种技术难题。

评分☆☆☆☆☆

对于那些渴望深入了解游戏引擎内部机制的开发者来说，《3D Game Engine Architecture》这本书无疑是一份宝贵的财富。它以一种非常系统和全面的方式，为我揭示了构建一个强大的3D游戏引擎所必需的各个组件。我从中学习到了如何设计和实现一个高效的渲染管线，包括从顶点处理到像素着色，再到后期处理的整个流程。书中关于物理引擎的讲解也让我受益匪浅，它详细介绍了碰撞检测、刚体动力学模拟以及约束求解等核心技术，让我明白了如何在游戏中实现真实的物理交互。更令我惊喜的是，这本书还涵盖了许多在其他教程中难以找到的关于引擎架构和设计的深入讨论，例如如何进行内存管理、如何设计灵活的资源加载系统、以及如何实现高效的场景管理。作者的专业知识和丰富的实践经验在这本书中得到了淋漓尽致的展现，他能够将如此复杂的概念解释得如此透彻，实属不易。这本书不仅仅是一本技术指南，更是一次关于游戏引擎“哲学”的启迪，它让我对游戏开发的深度有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

自从我开始钻研游戏开发，就一直对引擎的内部运作感到着迷。我尝试过阅读一些零散的博客文章和论坛讨论，但总觉得缺乏一个系统性的框架来整合这些知识。《3D Game Engine Architecture》这本书恰恰填补了这一空白。作者以极其严谨的态度，系统地梳理了构成一个现代3D游戏引擎的各个核心模块。我从中学到了如何设计和实现一个高效的渲染器，包括剔除、遮挡、阴影、反射等关键技术。对于物理引擎部分，书中对碰撞检测、刚体动力学模拟的讲解也让我大开眼界，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是深入到“为什么这么做”的层面，让我理解了算法背后的数学原理和性能考量。内存管理、资源加载、场景管理等看似基础但至关重要的部分，在书中也得到了详尽的阐述，这对于构建稳定、可扩展的游戏引擎至关重要。我尤其赞赏作者在处理不同技术之间的权衡和取舍时所展现出的洞察力，这正是优秀游戏引擎设计者所必须具备的。这本书让我对“引擎”这个概念有了全新的认知，它不再是一个黑盒子，而是由一系列精心设计的组件构成的复杂而精妙的系统。

评分☆☆☆☆☆

在我的游戏开发学习过程中，我曾尝试过阅读大量的技术文档和博客文章，但总觉得缺乏一个系统性的框架来连接这些零散的知识点。《3D Game Engine Architecture》这本书恰恰填补了这一空白。它以一种非常清晰和有逻辑性的方式，为我系统地介绍了3D游戏引擎的各个核心模块。我从中学到了如何设计和实现一个高效的渲染器，包括从剔除、遮挡到阴影、反射等关键技术。对于物理引擎部分，书中对碰撞检测、刚体动力学模拟的讲解也让我大开眼界，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是深入到“为什么这么做”的层面，让我理解了算法背后的数学原理和性能考量。我尤其赞赏作者在处理不同技术之间的权衡和取舍时所展现出的洞察力，这正是优秀游戏引擎设计者所必须具备的。这本书让我对“引擎”这个概念有了全新的认知，它不再是一个黑盒子，而是由一系列精心设计的组件构成的复杂而精妙的系统。通过阅读这本书，我不仅提升了技术水平，更重要的是，它改变了我对游戏开发本质的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书是我游戏开发学习旅程中的一个里程碑。在我初次接触3D游戏开发时，我曾一度被各种复杂的概念和技术所困扰，感觉像是在一片迷雾中摸索。《3D Game Engine Architecture》这本书就像一束光，照亮了前行的道路。它以清晰的结构和详实的例子，为我系统地介绍了3D游戏引擎的方方面面。从图形渲染管线的各个阶段，到物理模拟的数学模型，再到场景管理和资源加载策略，书中都给予了深刻的剖析。我尤其受益于书中关于光照和阴影处理的章节，它详细介绍了各种光照模型（如漫反射、镜面反射）和阴影算法（如阴影贴图、阴影体），让我对如何创造逼真的视觉效果有了更深入的理解。此外，书中关于内存管理和性能优化的讨论，也为我提供了宝贵的实践指导，让我能够写出更高效、更可靠的代码。这本书不仅仅是关于“如何做”，更是关于“为什么这么做”，它帮助我理解了许多设计决策背后的深层原因，从而提升了我作为开发者的整体思维水平。

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这本书绝对是每个想深入了解游戏引擎底层原理的开发者的必读之作。在我刚开始接触游戏开发的时候，我总是在各种引擎的API和各种编辑器之间游走，感觉自己像个熟练的工匠，但对建造房子的整体结构却知之甚少。这本书就像是给了我一把钥匙，打开了通往游戏引擎“心脏”的大门。它没有止步于展示如何使用现有的工具，而是循序渐进地剖析了引擎的各个组成部分是如何协同工作的。从图形渲染管线的各个阶段，到物理模拟的复杂算法，再到资源管理的高效策略，这本书都给予了详尽的解释。我尤其欣赏作者在讲解复杂概念时的条理性和清晰度，大量的图示和代码示例，让原本晦涩难懂的算法变得生动易懂。读完这本书，我不再仅仅是引擎的使用者，更能理解为什么某些设计会是这样，以及在面对性能瓶颈时，我应该从哪里入手进行优化。它极大地提升了我解决问题的能力，也让我对未来更深层次的游戏开发技术有了更清晰的认识和更坚定的信心。这本书不仅仅是技术书籍，更像是一次关于游戏引擎“灵魂”的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对游戏引擎的底层机制充满好奇的独立开发者，而《3D Game Engine Architecture》这本书正好满足了我对知识的渴望。它就像一本详尽的“引擎建造手册”，为我揭示了构建一个现代3D游戏引擎所必需的所有关键技术和设计理念。书中对图形渲染管线的各个阶段，从顶点处理到像素输出，都进行了深入的讲解，并且配以大量的图示和代码示例，让我能够清晰地理解每一个环节的工作原理。我尤其喜欢书中关于物理模拟的章节，它详细介绍了碰撞检测、刚体动力学以及约束求解等核心技术，让我明白了如何在游戏中实现真实的物理交互。此外，本书还涵盖了许多在其他书籍中难以找到的关于引擎架构和设计的深入讨论，例如如何进行内存管理、如何设计灵活的资源加载系统、以及如何实现高效的场景管理。作者的专业知识和丰富的实践经验在这本书中得到了淋漓尽致的体现，他能够将如此复杂的概念解释得如此透彻，实属不易。这本书让我对游戏开发的深度有了全新的认识，也激励我不断学习和探索更前沿的技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名沉浸在游戏引擎开发多年的老兵，我一直认为技术深度是衡量一本好书的关键。《3D Game Engine Architecture》这本书无疑达到了这个标准，甚至超越了我的预期。它没有回避那些令人望而生畏的数学模型和算法细节，而是以一种非常亲切的方式将其呈现出来。从画家算法、深度缓冲区算法到延迟渲染，这本书为我详细剖析了3D渲染技术的演进和实现。对于游戏中的动画系统，书中对骨骼动画、蒙皮、关键帧插值等概念的讲解，也让我对角色动作的流畅表现有了更深的理解。更重要的是，这本书还涵盖了游戏开发中许多不那么光鲜亮丽但却至关重要的方面，比如任务系统、AI架构、网络同步等。这些内容往往在其他泛泛而谈的书籍中被忽略，但在实际项目开发中却直接关系到游戏的成败。作者的经验和见解在这本书中得到了充分的体现，他能够将如此庞大且复杂的体系梳理得如此清晰，实属不易。这本书让我更加坚信，真正的游戏开发，在于对每一个细节的极致追求。

评分☆☆☆☆☆

对于任何想要超越“用户”层面，成为真正的“创造者”的游戏开发者来说，《3D Game Engine Architecture》都是一本不可或缺的工具书。它以一种系统性的方式，为我展示了一个3D游戏引擎是如何从零开始构建的。书中对数学原理的阐述，例如向量、矩阵、四元数在3D变换中的应用，让我彻底理解了3D空间的运作方式。对于碰撞检测，书中详细介绍了AABB、OBB、球体等基本形状的碰撞判断，以及如何进行更复杂的几何体碰撞。我特别喜欢书中关于场景管理的部分，它为我揭示了如何高效地组织和查询场景中的对象，例如使用八叉树或k-d树等数据结构。这本书还不仅仅局限于图形和物理，它还深入到音频、输入设备、文件系统等多个方面，展现了一个完整游戏引擎的生态系统。作者的写作风格非常注重逻辑性和连贯性，每一章的知识都建立在前一章的基础上，使得整个学习过程流畅而高效。读完这本书，我感觉自己对游戏的制作流程有了更宏观的把握，并且能够更有针对性地去学习和实践。

评分☆☆☆☆☆

很不错，对照代码是Wild Magic 3.0，《3D Game Engine Design》第二版比这个要新。内容还是稍微旧一点，渲染主要以固定管线为主。所以给4星了。

评分☆☆☆☆☆

还不错的书。 只是讲固定管线的，现在过时了...

评分☆☆☆☆☆

Gamebryo 引擎的原型讲解，如果你需要学习GB，或者了解3D游戏引擎，It's a good choice

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很不错，对照代码是Wild Magic 3.0，《3D Game Engine Design》第二版比这个要新。内容还是稍微旧一点，渲染主要以固定管线为主。所以给4星了。