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出版者:Apress

作者:Satya Komatineni

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:2009-6-23

价格:USD 44.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781430215967

丛书系列:

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《深入理解Linux内核架构》 一、本书概览与定位 本书旨在为资深软件工程师、系统架构师以及对操作系统底层原理有深度探究需求的读者，提供一份全面、深入且注重实践的Linux内核学习指南。我们聚焦于揭示现代Linux内核的复杂机制、设计哲学以及核心数据结构的运作方式，而非停留在用户空间的编程接口之上。全书以“架构”为核心，力求在宏观视角下剖析各个子系统的协同工作方式，并在关键技术点上进行微观层面的代码解析，从而帮助读者构建起一个完整、立体的Linux内核知识体系。 本书假设读者已经具备扎实的C语言基础、熟悉基本数据结构与算法，并对计算机体系结构有一定的了解。我们不会花费篇幅去介绍基础的编程概念，而是直接切入内核的“深水区”。 二、核心内容模块详解 本书内容划分为六大部分，层层递进，最终构建起对整个内核运行机制的理解。 第一部分：内核的启动与引导（Bootstrapping & Initialization） 本部分是理解整个系统的起点。我们详细阐述了从BIOS/UEFI启动到第一个用户态程序`init`被执行的完整流程。 1. 引导加载程序（Bootloaders）： 深入分析GRUB 2的工作原理，重点解析其如何将内核映像加载到内存，以及与UEFI/Legacy BIOS的交互细节。 2. 内核入口与解压： 剖析`head.S`（针对特定架构，如x86_64）中的汇编代码，讲解内核如何完成从实模式到保护模式（或长模式）的切换，以及压缩内核映像的解压过程。 3. 早期初始化（Early Initialization）： 详细介绍内存管理单元（MMU）的建立、页表的初始化，以及如何搭建起一个临时的内存映射，为后续内核的自解压和C代码的执行做准备。 4. 核心数据结构的初始化： 讲解`start_kernel()`函数内部关键的初始化顺序，包括对调度器、中断描述符表（IDT）、初始任务（`init_task`）的设置。 第二部分：内存管理子系统（Memory Management Subsystem） 内存管理是操作系统的核心，本书投入了最大篇幅来解析其精妙的设计。 1. 物理内存管理（Physical Memory Management）： 深入分析“伙伴系统”（Buddy System）的工作原理，包括内存区域的划分、合并策略以及如何追踪和回收内存。我们还会讨论“区域描述符”（Memory Zones）的划分依据及其对内核分配策略的影响。 2. 虚拟内存管理（Virtual Memory Management - VMA）： 重点讲解VMA（Virtual Memory Area）结构体及其在进程地址空间中的作用。我们详细描述了`mmap()`系统调用如何操作VMA链表，以及内核如何管理这些区域。 3. 页面调度与缺页异常（Page Fault Handling）： 详尽解析当发生缺页异常时，内核如何根据VMA信息判断异常的合法性，并触发页面调入（Swap In）或按需分配（Demand Paging）的过程。特别关注TLB（Translation Lookaside Buffer）的刷新机制。 4. 内核内存分配器（Slab/SLUB/SLOB）： 深入剖析Slab分配器的设计，解释其解决内核对象频繁分配/释放带来的碎片化问题的方法，并对比SLUB的优化点。 第三部分：进程管理与调度（Process Management & Scheduling） 本部分关注系统中的并发性是如何被有效地组织和调度的。 1. 任务结构体（`task_struct`）： 全面拆解`task_struct`的各个字段，阐释它如何承载一个进程或线程的所有状态信息，包括状态、调度信息、内存描述符等。 2. 上下文切换（Context Switching）： 细致描述从汇编层面（寄存器保存与恢复）到C语言层面（`switch_to`宏或函数）的完整上下文切换流程，分析其性能开销的来源。 3. CFS 调度器（Completely Fair Scheduler）： 深入解析CFS的核心机制——红黑树在调度实体（`sched_entity`）管理中的应用。讲解`vruntime`（虚拟运行时）的计算逻辑，以及`se.c`中如何实现公平性调度。 4. 实时调度（Real-Time Scheduling）： 区分SCHED_FIFO和SCHED_RR的调度策略，并讨论它们如何绕开CFS的复杂性，以保证时间敏感任务的优先级。 第四部分：中断与异常处理（Interrupts and Exceptions） 本部分探讨硬件事件如何被内核响应和处理，是实现系统响应性的关键。 1. 中断描述符表（IDT）与中断向量： 讲解IDT在系统启动时是如何被设置的，以及CPU如何根据中断向量号查找并执行对应的处理程序。 2. 中断控制器（APIC/PIC）： 探讨现代多核系统中，本地APIC（Local APIC）如何负责接收和分发本地中断，以及I/O APIC在外部设备中断路由中的角色。 3. 中断处理流程（Top Half & Bottom Half）： 详细区分中断上半部（Top Half，通常是快速且不可中断的）和下半部（Bottom Half，延迟执行的任务）。重点分析软中断（Softirqs）、任务队列（Tasklets）和工作队列（Workqueues）在延迟处理中的适用场景和区别。 第五部分：系统调用与进程间通信（System Calls & IPC） 本部分聚焦于用户空间如何安全、高效地与内核交互，以及进程间数据共享的机制。 1. 系统调用机制： 剖析从用户态（如`glibc`中的封装）到内核态的门（Trap/Syscall）入口过程。解析如何通过系统调用表（`sys_call_table`）查找对应的内核函数，并处理参数的传递与返回。 2. 虚拟文件系统（VFS）： 介绍VFS的四大核心抽象：`superblock`、`inode`、`dentry`和`file`结构体。重点分析不同文件系统（如Ext4, XFS）如何通过实现VFS提供的标准接口来集成到内核中。 3. 进程间通信（IPC）： 深入研究共享内存（Shared Memory）的实现原理，特别是如何通过映射VMA来实现零拷贝通信。对比分析System V IPC与POSIX IPC在内核层面的差异。 第六部分：内核同步与锁机制（Kernel Synchronization） 并发编程是内核开发的核心挑战。本部分专注于内核保证数据一致性的各种同步原语。 1. 自旋锁（Spinlocks）与信号量（Semaphores）： 详细解释自旋锁在单处理器和多处理器环境下的实现差异，以及它们何时应被使用。信号量在阻塞等待上的优势分析。 2. 原子操作（Atomic Operations）： 探讨硬件级别的原子指令（如`LOCK`前缀）如何确保基本数据类型（如计数器）操作的不可分割性。 3. RCU（Read-Copy-Update）： 将RCU作为现代高性能内核同步机制的重点。深入解析其“读多写少”场景下的优势，重点剖析`grace period`的检测机制和回调函数的执行时机。 4. 内存屏障（Memory Barriers）： 解释编译器和CPU乱序执行对内核正确性的威胁，并详细阐述各种内存屏障指令（如`mb()`, `rmb()`, `wmb()`）在保证指令顺序性中的作用。 三、学习目标与实践指导 本书不仅提供理论阐述，更穿插了大量基于特定内核版本（例如，LTS版本的最新稳定版）的代码片段分析，并指导读者如何使用`ftrace`、`kprobes`等内核调试工具来跟踪和验证所学机制的实际运行情况。 完成本书的学习后，读者将有能力： 独立分析和理解内核特定子系统的源码实现。 诊断复杂的内核性能瓶颈和死锁问题。 根据特定硬件或应用需求，定制或修改内核的行为。 为高性能计算或嵌入式系统设计更优的内核交互策略。

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这本书的内容非常前沿，它涵盖了Android开发的最新技术和最佳实践。我特别对书中关于Jetpack Compose的介绍印象深刻，它让我了解到了声明式UI的强大之处，以及如何用更简洁、更高效的方式来构建UI。此外，书中对Kotlin Coroutines的讲解也让我受益匪浅，它为我提供了一种更优雅、更安全的方式来处理异步操作。我还从书中学习到了如何利用Firebase平台来快速构建和部署Android应用，包括身份验证、数据库、存储等服务。这本书让我感到，Android开发的未来充满无限可能，而《Pro Android》正是引领我走向未来的最佳指南。

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我必须说，《Pro Android》这本书的案例分析非常到位，它不仅仅是提供代码示例，而是深入讲解了如何将这些代码应用到实际场景中，解决真实世界的问题。我特别喜欢书中关于离线数据同步的章节，它详细介绍了各种策略和技术，帮助我构建出能够在无网络环境下也能正常工作的应用。此外，书中对应用国际化的讲解也让我受益匪浅，让我能够为不同国家和地区的用户提供本地化的应用体验。我还从书中学习到了如何使用Android Profiler来分析应用的性能瓶颈，以及如何使用Firebase Crashlytics来收集和分析应用的崩溃报告。这本书让我感到，掌握了《Pro Android》，就相当于拥有了一把开启Android开发成功之门的钥匙。

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《Pro Android》这本书无疑是一部 Android 开发的百科全书。我从中学习到了许多我之前从未接触过的领域，例如传感器技术的应用、位置服务的使用、图形绘制的原理等等。作者对这些内容的讲解都极其细致，并且提供了丰富的代码示例，让我能够动手实践，加深理解。我尤其对书中关于后台任务处理的章节印象深刻，它详细讲解了JobScheduler、WorkManager等API，并指导我如何编写健壮的后台服务，以应对各种复杂场景。书中的数据持久化方案的比较也让我受益匪浅，从SharedPreferences到Room数据库，作者都给出了深入的分析和实践建议，让我能够根据实际需求选择最合适的存储方式。此外，书中对Android Jetpack组件的介绍也十分到位，让我了解了如何利用这些现代化的库来简化开发流程，提高代码质量。这本书为我打开了一个全新的视野，让我对Android开发的潜力有了更深刻的认识。

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坦白说，《Pro Android》这本书的阅读体验非常棒，它不仅仅是一本技术书籍，更像是一次启迪之旅。作者的叙述方式非常生动有趣，即使是像Binder这样复杂的IPC机制，在他的讲解下也变得相对容易理解。我特别喜欢书中关于自定义View的章节，它详细讲解了View的绘制流程、事件分发机制，以及如何创建高性能、响应式的自定义UI组件。这对于我开发具有独特UI风格的应用至关重要。此外，书中对Fragment生命周期的深入剖析，以及Fragment与Activity之间的交互方式，也让我对Android的UI设计有了更清晰的认识。我还从书中学习到了许多关于测试的知识，包括单元测试、集成测试以及UI测试，这对于保证应用的稳定性和可靠性非常有帮助。这本书让我意识到，优秀的Android应用开发不仅仅是代码的堆砌，更是一种对细节的极致追求和对用户体验的深刻理解。

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我必须说，《Pro Android》这本书是一次非常愉快的学习体验。作者的写作风格非常吸引人，他用一种非常“接地气”的方式来讲解那些看似枯燥的技术概念。书中的图示和流程图清晰明了，帮助我更好地理解了各种组件之间的交互关系。我印象最深刻的是关于网络通信的部分，作者详细介绍了HTTP协议的工作原理，以及如何在Android中高效地处理网络请求，包括异步加载、缓存机制、错误处理等方面。这对于开发需要与后端服务器进行大量数据交互的应用来说，简直是福音。此外，书中对数据库操作的讲解也十分详尽，包括SQLite的优化技巧、ContentProvider的使用方法等，都为我提供了宝贵的参考。我还特别欣赏书中关于多线程和异步编程的实践指导，它教会了我如何避免UI线程的阻塞，如何编写响应迅速的应用。这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一次与经验丰富的开发者的深度交流，让我从中汲取了丰富的实战经验和宝贵的开发智慧。

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《Pro Android》这本书的价值在于它提供了一种“知其然，知其所以然”的学习方式。作者在讲解每一个技术点时，都会追溯其源头，解释其设计哲学，这让我能够从更宏观的角度来理解Android系统。我尤其喜欢书中关于性能调优的章节，它不仅提供了各种优化技巧，还解释了这些技巧背后的原理，让我能够灵活运用，而不是生搬硬套。此外，书中对Android的组件化和模块化开发的讲解也让我受益匪浅，它指导我如何构建出易于维护、易于扩展的大型应用。这本书让我感到，学习Android开发是一个持续进步的过程，而《Pro Android》正是陪伴我不断成长的最佳伙伴。

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我不得不承认，《Pro Android》这本书的内容密度非常高，每一页都充满了宝贵的信息。作者在讲解各个API和技术点时，都会深入探讨其背后的原理，而不是简单地罗列用法。我非常欣赏书中对Android安全性的讲解，它详细介绍了Android应用的权限管理、数据加密、代码混淆等安全措施，这让我能够更好地保护用户数据的隐私和安全。此外，书中关于多语言支持的讲解也让我受益匪浅，让我能够为全球用户提供更好的应用体验。我还从书中学习到了如何优化应用的启动速度，以及如何有效地管理应用的内存，这对于提升用户满意度至关重要。这本书的知识体系非常完整，涵盖了Android开发的方方面面，是每一位Android开发者都应该拥有的参考书。

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《Pro Android》这本书的讲解风格非常人性化，它能够考虑到不同读者的学习曲线。作者并没有一开始就抛出复杂的概念，而是从基础开始，逐步深入。我特别喜欢书中关于动画设计的章节，它详细介绍了各种Android动画API，以及如何创建流畅、吸引人的UI动效。这对于提升应用的视觉表现力有着非常重要的作用。此外，书中对Kotlin在Android开发中的应用也进行了详细的介绍，让我能够更好地掌握这门现代化的开发语言。我还从书中学习到了如何使用Lint工具来检测代码中的潜在问题，以及如何使用ProGuard来优化和混淆应用的代码，这对于提升应用的质量和安全性非常有帮助。这本书让我觉得，学习Android开发并非难事，只要掌握了正确的方法和工具，就能事半功倍。

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这本书真的让我眼前一亮，从我拿到《Pro Android》的那一刻起，就被它扎实的理论基础和翔实的案例剖析深深吸引。在阅读过程中，我仿佛置身于一个由代码构成的奇妙世界，每一个章节都像是一次精心策划的探险，带领我深入了解Android开发的方方面面。书中所讲解的架构设计理念，更是让我受益匪浅。它不仅仅是简单地罗列API，而是深入探讨了如何构建出可维护、可扩展、高性能的Android应用。作者的讲解条理清晰，循序渐进，即使是初学者也能快速掌握核心概念。我尤其喜欢书中关于并发编程的章节，它用生动的比喻和细致的图解，将复杂的多线程模型变得易于理解。此外，书中对于性能优化的讨论也极其到位，提供了许多实用的技巧和方法，能够帮助开发者有效提升应用的响应速度和资源利用率。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，在我迷茫的时候指点迷津，在我遇到瓶颈的时候提供突破口。我感觉自己在这本书的指引下，对Android开发的理解上了一个新的台阶，从一个懵懂的初学者，逐渐成长为一个能够自信地解决实际问题的开发者。这本书的价值，远远超出了它本身的价格。

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《Pro Android》这本书的深度和广度都令人印象深刻。我之前接触过一些Android开发的入门书籍，但总感觉不够深入，无法触及到更核心的原理。这本书恰恰弥补了这一不足。它不仅仅停留在表面，而是深入到Android Framework的底层，讲解了诸如Activity生命周期、Service的运行机制、Broadcast Receiver的工作原理等关键细节。让我感到惊喜的是，书中对内存管理和垃圾回收机制的讲解也十分透彻，这对于解决Android应用中常见的内存泄漏问题至关重要。作者通过大量的代码示例，直观地展示了各种设计模式在Android开发中的应用，例如MVC、MVP、MVVM等，并详细分析了它们的优缺点和适用场景。这让我能够更好地选择适合自己项目的架构模式。另外，书中关于UI优化的部分也让我大开眼界，了解了如何通过视图层级优化、过度绘制处理等手段，显著提升应用的渲染性能。对我而言，这本书最大的价值在于它提供了一种“思考”Android应用开发的方式，而不仅仅是“如何编写”代码。它鼓励读者去理解“为什么”，而不是仅仅记住“怎么做”。

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看这本 对比第二版 就知道android发展有多块⋯⋯

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不是很Pro

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