BASH Reference Manual - A GNU Manual

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出版者:CreateSpace
作者:Chet Ramey
出品人:
页数:160
译者:
出版时间:2009-03-20
价格:USD 19.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781441419262
丛书系列:
图书标签:
  • shell
  • bash
  • 计算机
  • 2014
  • bash
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具体描述

操作系统与系统编程权威指南:深入探索 Linux 内核、Shell 脚本与高级系统管理 本书并非专注于 BASH 脚本语言的参考手册或 GNU 项目的特定文档。它是一本为系统管理员、软件工程师和高级 Linux 用户量身定制的、涵盖操作系统底层机制、系统编程接口与现代基础设施管理实践的综合性著作。 本书旨在填补理论与实践之间的鸿沟,引导读者从宏观的系统架构视角,逐步深入到微观的进程管理、内存布局、文件系统操作和网络通信等核心领域。它提供了一种系统化的方法来理解和驾驭复杂的类 Unix 环境,特别是 GNU/Linux 生态系统。 --- 第一部分:操作系统基础与内核交互模型 本部分构建了理解现代操作系统的理论基础,侧重于系统如何在硬件之上抽象和管理资源。 第一章:现代操作系统的架构概览 探讨操作系统的核心职能,包括资源抽象、进程调度、内存管理和设备驱动的层次结构。详细分析单体内核(Monolithic Kernel)、微内核(Microkernel)与混合内核(Hybrid Kernel)的设计哲学及其在 Linux 内核中的具体实现。重点解析 Linux 内核的模块化设计及其对系统稳定性和灵活性的影响。 第二章:进程管理与调度机制的深度剖析 深入剖析进程(Process)与线程(Thread)的区别、生命周期及其在内存中的布局(Text, Data, BSS, Heap, Stack)。详细讲解 Linux 进程调度器(如 CFS - Completely Fair Scheduler)的工作原理,包括时间片分配、优先级继承、实时进程调度策略(SCHED_FIFO, SCHED_RR)以及如何通过系统调用(如 `fork()`, `execve()`, `wait()`)与内核进行交互。讨论上下文切换(Context Switching)的性能成本与优化方法。 第三章:内存管理与虚拟化 阐释虚拟内存(Virtual Memory)的概念,及其如何通过内存管理单元(MMU)实现地址翻译。详细介绍页表(Page Tables)的结构、TLB(Translation Lookaside Buffer)的作用以及缺页中断(Page Fault)的处理流程。探讨物理内存的分配策略,包括 Slab 分配器、伙伴系统(Buddy System),以及用户空间内存映射(mmap)机制在文件 I/O 和共享内存中的应用。 第四章:系统调用接口(System Calls Interface) 系统调用是用户空间程序与内核通信的唯一官方途径。本章详尽解析系统调用表(Syscall Table)的结构、调用约定(Calling Convention)及中断/陷阱机制。我们将分类梳理关键的系统调用组:文件操作(Open, Read, Write, Close, ioctl)、进程控制、信号处理(Signals)以及时间管理。重点分析系统调用中的权限检查与安全沙箱(Seccomp)的应用。 --- 第二部分:系统编程与程序执行环境 本部分聚焦于应用程序如何在操作系统环境中被构建、链接和执行,以及如何利用底层接口进行高效的程序设计。 第五章:程序编译、链接与加载 详细解析从源代码到可执行文件的完整流程:预处理、编译、汇编与链接。深入剖析 ELF(Executable and Linkable Format)文件的结构,包括段(Segments)和节(Sections)的组织方式。讲解动态链接器(ld.so)的工作原理,包括共享库(Shared Libraries, .so)的加载、地址重定位(Relocation)和延迟绑定(Lazy Binding)。 第六章:进程间通信(IPC)机制详解 系统服务和应用通常需要数据交换。本章全面介绍传统的 IPC 机制:管道(Pipes, FIFO)、System V IPC(共享内存、消息队列、信号量)以及 POSIX IPC 机制(命名管道、POSIX 消息队列、共享内存)。着重比较不同机制的性能特点、同步机制(如互斥锁与屏障)与适用场景。 第七章:高级文件系统操作与元数据管理 超越简单的 `cat` 和 `ls`。本章深入研究 Linux 文件系统(如 ext4, XFS)的结构,包括 Inodes、数据块位图与组描述符。探讨文件 I/O 的不同模式:缓冲 I/O、直接 I/O 与异步 I/O (AIO),以及它们对磁盘性能的影响。解析文件系统挂载(Mounting)机制、命名空间隔离和文件描述符(File Descriptors)在多路复用(select/poll/epoll)中的关键作用。 第八章:网络栈基础与套接字编程 从网络协议栈的视角审视系统操作。详细解析 TCP/IP 协议簇在 Linux 内核中的实现框架。重点讲解 BSD 套接字(Sockets)API 的使用,包括 TCP/UDP 的建立、监听、连接管理及错误处理。深入探讨网络性能优化,如 TCP 窗口调节、拥塞控制算法(CUBIC, BBR)与零拷贝技术(Zero-Copy)。 --- 第三部分:系统监控、调试与故障排除 本部分面向需要维护、诊断和优化复杂生产环境的专业人士。 第九章:系统性能分析工具集 介绍一套用于深入探查系统瓶颈的专业工具。详述 `strace` 和 `ltrace` 如何捕获系统调用和库函数调用,用于调试程序行为。深入讲解基于 eBPF/bcc 框架的现代跟踪工具(如 `perf`, `bpftrace`),如何实现对内核事件、函数执行时间、缓存未命中率的低开销采样与分析。分析 I/O 延迟(iostat, blktrace)与 CPU 竞争(vmstat, mpstat)的诊断方法。 第十章:信号处理、错误报告与调试标准 系统如何向程序报告异步事件和错误。全面讲解信号的传递机制、信号处理函数的编写规范以及信号阻塞的注意事项。解析标准错误处理机制,包括 `errno` 的使用、日志记录的最佳实践(Syslog, Journald)以及核心转储(Core Dumps)的生成与分析,为核心崩溃定位提供技术指导。 第十一章:容器化技术背后的系统隔离 探讨现代云计算基础设施的关键技术——容器。详细解析 Linux 命名空间(Namespaces,PID, MNT, NET, UTS, IPC, USER)如何提供资源隔离,以及控制组(cgroups v1/v2)如何实现对 CPU、内存、I/O 的资源限制与计量。理解这些机制是现代部署模式的基础。 --- 目标读者: 经验丰富的系统程序员、需要进行底层性能调优的开发者、专业的 Linux 系统架构师,以及任何致力于深入理解操作系统如何工作的技术人员。本书假设读者已具备 C 语言编程基础和基础的命令行操作能力。

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目录信息

读后感

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用户评价

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坦白说,我最初拿到这本《BASH Reference Manual - A GNU Manual》时,心里是有点忐忑的,生怕内容过于晦涩难懂,变成一本“只能看不能懂”的书。但事实证明,我的担心是多余的。这本书的叙述方式非常人性化,虽然内容详实,但却循序渐进,逻辑清晰。我尤其欣赏书中对于“错误处理”和“调试技巧”的讲解。以前我写脚本,一旦出错,往往只能靠“猜”或者“逐行打印变量”来定位问题,效率非常低下。这本书中详细介绍了如何利用`set -e`、`set -u`、`set -x`等选项来控制脚本的执行行为,以及如何使用`trap`命令来捕获和处理异常。这些技巧就像为我打开了一扇新的大门,让我能够更系统、更有效地解决脚本中的bug。而且,书中对于“文件I/O”的讲解也相当深入,不仅仅是简单的读写,还包括了对文件描述符的精细控制,以及如何利用`read`命令的不同选项来处理各种格式的输入。我记得我曾经为了处理一个包含特殊字符的输入文件而头疼不已,翻开这本书后,我才发现原来`read -r`和`IFS`的组合能够如此优雅地解决问题。此外,书中关于“正则表达式”的详细讲解,以及它在`grep`、`sed`、`awk`等命令中的应用,更是让我受益匪浅。我之前对正则表达式的理解仅限于最基本的一些匹配,但通过这本书,我能够运用更复杂的模式来提取、替换和处理文本数据,极大地提升了我的数据处理能力。

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这本书简直就是我BASH学习路上的“圣经”。我是一个对细节非常关注的人,而且在学习编程语言时,总是希望能够理解其“为什么”以及“如何”的底层逻辑。这本《BASH Reference Manual》恰恰满足了我的需求。它不仅仅是告诉你“怎么做”,而是深入地解释“为什么这么做”。例如,在讲解“命令替换”(Command Substitution)时,书中不仅给出了`$(command)`和``command` `两种形式,还详细分析了它们在嵌套使用时的行为差异,以及推荐使用`$(command)`的原因。这种深入的剖析让我能够建立起更牢固的理解。再比如,关于“别名”(Alias)和“函数”的区别,书中也给出了非常明确的界定和使用场景分析,这让我能够根据实际情况选择最合适的工具。我最欣赏的是书中对于“Shell选项”的全面介绍。我之前只知道一些常用的选项,但这本书几乎列举了所有重要的Shell选项,并且详细解释了它们的作用和影响。我通过学习这些选项,能够更精细地控制BASH的行为,比如如何调整路径搜索的顺序,如何控制命令的执行权限等。这些看似“细枝末节”的知识,在实际的系统管理和脚本编写中,往往能起到“四两拨千斤”的作用。它让我感觉到,我对BASH的掌控力大大增强了,不再是被动地使用,而是能够主动地去优化和定制。

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这本《BASH Reference Manual - A GNU Manual》简直就是我进入Linux世界的一盏明灯,或者说,它是我在浩瀚命令行海洋中航行的罗盘。我记得刚开始接触Linux的时候,面对那些令人望而生畏的命令和各种各样的选项,简直是手足无措。那个时候,我对Shell脚本的概念模糊不清,甚至连一个简单的循环都要百度半天。直到我偶然发现了这本书,它就像一个经验丰富的老船长,耐心地为我指引方向。书的结构非常清晰,从最基础的Shell概念讲起,逐步深入到变量、控制结构、函数,再到文件操作、进程管理等等。更让我印象深刻的是,书中不仅仅是罗列命令和语法,而是用非常生动和贴近实际的例子来解释每一个概念。比如,在讲解条件判断的时候,作者并没有直接给出枯燥的if语句,而是通过一个模拟文件系统权限检查的场景,一步步展示如何构建一个实用的脚本。这让我立刻就能理解这些抽象的语法在实际应用中的价值。而且,书中的篇幅相当可观,每一部分都进行了详尽的阐述,对于一些容易混淆的概念,比如 `$(( ))` 和 `(( ))` 的区别,或者 `grep` 命令中各种模式匹配的细微差异,书中都有非常详细的解释和对比,这对于避免我走弯路,建立正确的理解至关重要。我经常在编写脚本遇到问题时,翻开这本书,往往很快就能找到答案,甚至是找到更优雅、更高效的解决方案。它不仅仅是一本参考手册,更像是一本百科全书,让我能够更深入地理解BASH的强大功能和内在逻辑,从而能够更自信地驾驭Linux系统。

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我一直认为,学习一门技术,最好的方式就是深入理解其“设计哲学”。《BASH Reference Manual - A GNU Manual》在这方面做得非常出色。它不仅仅是罗列命令和语法,而是试图让你理解BASH的设计思路和演进过程。我尤其欣赏书中对于“管道”(Pipe)和“过滤器”(Filter)概念的深入阐述。通过大量的例子,我明白了如何利用管道将多个命令连接起来,形成强大的数据处理流水线,并且理解了为什么`grep`、`sed`、`awk`等工具被称为“过滤器”。这本书让我看到了BASH在处理文本和数据流方面的核心优势。而且,书中关于“Shell的历史记录”(History)和“命令行编辑”(Command-line Editing)的详细介绍,也让我大开眼界。我之前只是简单地使用上下箭头来回顾命令,但这本书让我学会了如何利用Ctrl+R进行反向搜索,如何利用各种编辑键来快速修改和删除命令,极大地提高了我的命令行操作效率。这不仅仅是关于编写脚本,更是关于如何成为一名更高效的命令行使用者。这本书让我感觉到,BASH的每一个特性,都是经过深思熟虑的设计,并且能够服务于更广泛的命令行交互需求。

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可以说,《BASH Reference Manual - A GNU Manual》是我在Linux命令行世界里的一本“必读书籍”。它为我提供了一个全面、深入的BASH知识体系。我最喜欢的是书中关于“Shell的退出状态”(Exit Status)和“$?变量”的详细讲解。我之前常常忽略命令的返回值,但这本书让我明白,理解和利用退出状态是编写健壮Shell脚本的关键。通过检查命令的退出状态,我可以判断命令是否成功执行,并据此采取相应的后续操作。这对于自动化任务的可靠性至关重要。而且,书中还介绍了如何处理“特殊变量”,比如`$#`(参数个数)、`$@`(所有参数)、`$*`(所有参数的字符串表示)、`$$`(当前Shell的PID)等,这些变量在编写需要处理命令行参数的脚本时非常有用。我记得我曾经为了获取脚本的参数而费尽心思,但通过学习这些特殊变量,问题迎刃而解。此外,书中还对“Subshell”(子Shell)的概念进行了详细的解释,包括它与当前Shell的区别,以及在什么场景下会用到子Shell。这些细节的讲解,让我在编写复杂的脚本时,能够更准确地把握程序的执行流程,避免不必要的错误。这本书让我对BASH的掌握程度,从“会用”提升到了“精通”。

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不得不说,这本书是一次深度学习BASH的绝佳契机。我之前对Shell的理解仅停留在“可以输入命令执行程序”的层面,对于脚本编程更是知之甚少,感觉非常浅薄。然而,这本《BASH Reference Manual》彻底颠覆了我的认知。它不仅仅是教你如何使用某个命令,而是让你理解BASH这个Shell的“思维方式”和“工作原理”。例如,书中对“重定向”的讲解就远超我的想象。我之前以为重定向就是把输出导到文件里,但书中详细阐述了标准输入、标准输出、标准错误以及它们各自的文件描述符,并提供了各种复杂的重定向技巧,比如同时重定向标准输出和标准错误到同一个文件,或者将某个命令的输出作为另一个命令的输入,这让我第一次意识到Shell在处理数据流方面的强大能力。再比如,关于“进程替换”(Process Substitution)的章节,我以前从未接触过,但书中通过实例清晰地展示了它如何能够让命令的输出看起来像一个文件,从而与那些期望文件作为输入的命令无缝协作,这极大地拓展了我的编程思路。书中对于“信号处理”的讲解也让我受益匪浅,我之前只知道Ctrl+C可以终止程序,但书中深入解析了各种信号的含义,以及如何通过Trap命令来捕获和处理这些信号,这对于编写健壮、可靠的Shell脚本至关重要。可以说,这本书是一次对BASH系统性、深层次的探索,它让我从一个简单的使用者,逐渐蜕变成一个能够深入理解和高效利用BASH的开发者。

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对于长期在命令行下工作的开发者来说,《BASH Reference Manual - A GNU Manual》是一本不可多得的“宝典”。我一直认为,精通Shell脚本是成为一名优秀Linux管理员和开发者的必备技能,而这本书就是达到这一目标的最佳途径。书中对“Shell扩展”(Shell Expansion)的详细阐述,让我对BASH的命令解析过程有了更深入的理解。例如,我之前不太理解在命令中出现的一些特殊符号的含义,但通过书中关于“通配符”(Globbing)、“花括号扩展”(Brace Expansion)、“波浪号扩展”(Tilde Expansion)等的讲解,我能够清晰地知道BASH是如何处理这些符号的。这不仅有助于我正确地编写命令,还能帮助我理解一些复杂的命令行技巧。另外,书中对于“字符串处理”的各种技巧也让我印象深刻。我之前常常需要借助`cut`、`awk`等工具来处理字符串,但通过书中介绍的BASH内置的字符串操作符,我发现很多简单的字符串处理完全可以用纯BASH来实现,而且更加高效。例如,子字符串提取、长度计算、替换等功能,都可以在BASH内部完成。这极大地简化了我的脚本编写工作。这本书让我感觉到,BASH不仅仅是一个简单的命令解释器,它本身就蕴含着强大的文本处理和逻辑控制能力。

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对于一个已经在使用BASH一段时间,但感觉自己只是在“浅尝辄止”的用户来说,《BASH Reference Manual - A GNU Manual》是一本令人惊艳的“宝藏”。我之前写一些简单的自动化脚本,通常是东拼西凑,缺乏系统性。这本书的出现,让我有机会真正地“回炉重造”,深入理解BASH的精髓。我特别喜欢书中对“数组”和“关联数组”的详细介绍。以前我写脚本处理列表信息时,常常觉得力不从心,需要借助外部工具,但书中对数组操作的强大支持,包括索引、切片、遍历、以及各种内置函数,让我看到了用纯BASH解决复杂数据结构的潜力。而且,书中对于“函数”的讲解也让我耳目一新。它不仅仅是定义一个代码块,而是深入讲解了函数的作用域、参数传递、返回值等概念,并且通过一系列的范例展示了如何利用函数来组织代码,提高复用性和可维护性。最让我印象深刻的是,书中还涉及了一些“高级特性”,比如“参数扩展”(Parameter Expansion)中的各种模式匹配和替换功能,以及“算术扩展”(Arithmetic Expansion)的详细用法。这些看似微小的细节,却能在实际编程中带来巨大的便利和效率提升。我发现,很多我以前觉得“写起来很麻烦”的事情,在理解并运用了这些高级特性后,变得异常简洁和高效。这本书真的让我感受到了BASH作为一门完整的编程语言的强大之处,它不仅仅是命令行工具的集合,更是一个功能丰富的开发环境。

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在我看来,《BASH Reference Manual - A GNU Manual》是一本真正做到“厚积薄发”的书籍。它不像市面上很多速成的教程,而是以一种严谨、系统的态度,将BASH的知识体系层层剥开。我最看重的是书中对于“权限和用户管理”相关命令的详细解释。虽然我不是专业的系统管理员,但在日常的开发和维护工作中,经常需要处理文件权限、用户和组别的问题。这本书详细介绍了`chmod`、`chown`、`useradd`、`groupadd`等命令的使用方法和注意事项,并且结合了文件系统的一些基础概念,让我能够更清晰地理解权限是如何工作的。而且,书中还涉及了一些关于“安全”的建议,例如如何避免一些常见的安全漏洞,这对于编写安全的Shell脚本非常有帮助。我之前对Shell脚本中的一些安全隐患并没有太在意,但阅读了这本书后,我才意识到如果不注意,可能会带来严重的后果。此外,书中对于“网络相关的Shell命令”的介绍也相当全面,比如`ping`、`ssh`、`scp`、`wget`等,并提供了它们在Shell脚本中应用的一些实例。这对于需要进行网络自动化任务的开发者来说,是非常宝贵的资源。

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我必须承认,在阅读《BASH Reference Manual - A GNU Manual》之前,我对BASH的理解停留在“方便的命令执行器”的层面,完全没有意识到它本身也是一门强大的编程语言。这本书彻底改变了我的看法。它以一种极其系统的方式,将BASH的方方面面都展现在读者面前。我特别喜欢书中对于“进程控制”的讲解,比如后台执行(`&`)、作业控制(`jobs`、`fg`、`bg`)、以及进程的优先级调整。这些概念让我能够更好地理解和管理在Linux环境中运行的各种程序。书中还详细介绍了“环境变量”的设置和作用,以及如何通过`export`命令来传递环境变量,这对于编写跨平台、可配置的脚本至关重要。我记得我曾经为了在不同的开发环境中配置相同的工具而花费大量时间,但通过理解和利用环境变量,这个问题迎刃而解。此外,书中对于“I/O重定向”的细致讲解,让我能够更灵活地控制程序的输入输出,实现复杂的数据管道和处理流程。例如,我学会了如何使用`tee`命令将输出同时发送到屏幕和文件,以及如何使用`xargs`命令来构建更强大的命令链。总而言之,这本书让我从一个BASH的“使用者”变成了一个BASH的“构建者”,能够根据自己的需求,设计和实现更复杂的自动化任务。

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