Developing C Language Portable System Call Libraries/Book and Disk pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc (Computers)

作者:Matt Weisfeld

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:1994-1

价格:USD 39.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471606949

丛书系列:

图书标签:

• C语言
• 系统调用
• 可移植性
• 库
• 编程
• 开发
• 磁盘
• 书籍
• 操作系统
• 底层编程

深入理解 C 语言的基石：打造跨平台系统调用库 在现代软件开发的浪潮中，可移植性已成为衡量一个项目质量的关键指标之一。然而，在追求跨平台兼容性的过程中，底层系统调用的差异性往往成为一道难以逾越的鸿沟。从 Linux 的 `fork()` 到 Windows 的 `CreateProcess()`，从 Unix 的 `open()` 到 POSIX 的 `open()`，每个操作系统都拥有其独特的 API 来实现诸如文件 I/O、进程管理、网络通信等核心功能。直接调用这些平台特定的接口，意味着开发者需要为每一个目标平台编写一套独立的实现，这不仅耗费大量时间和精力，也极大地增加了代码的维护难度和出错的可能性。 本书《Developing C Language Portable System Call Libraries/Book and Disk》正是为解决这一挑战而生。它并非直接介绍如何编写特定平台的系统调用，而是将目光聚焦于一个更具战略意义的层面——如何构建一套独立于底层操作系统的、可移植的 C 语言系统调用库。通过本书的学习，您将能够掌握设计和实现这样一套库的完整思路和关键技术，从而让您的应用程序在不同的操作系统上都能以统一的接口进行开发，极大地提升开发效率和代码的可维护性。 本书的核心目标是赋予您构建“桥梁”的能力。 这种桥梁将隐藏操作系统之间的差异，为上层应用程序提供一个稳定、一致的调用接口。您可以想象一下，当您定义了一个标准的 `my_open(const char pathname, int flags)` 函数，它可以在 Windows 上被翻译成 `CreateFile()`，在 Linux 上被翻译成 `open()`，而在 macOS 上同样能正常工作，而这一切的复杂性都封装在您构建的库内部。这正是本书所要传达的精髓。 剖析系统调用：理解差异的根源 在深入探讨如何构建可移植库之前，理解不同操作系统下系统调用的本质差异是必不可少的。本书将带领您深入剖析： 系统调用的概念与机制： 什么是系统调用？它们是如何工作的？用户态与内核态的切换机制是如何实现的？不同的操作系统在底层如何管理这些调用？ 核心功能领域的差异： 文件 I/O： 文件描述符、文件模式、打开/关闭文件、读写操作、文件定位等在不同系统中的实现差异。例如，Windows 的文件句柄与 Unix/Linux 的文件描述符的根本区别，以及如何统一抽象。 进程管理： 创建新进程（`fork` vs `CreateProcess`）、进程间通信（IPC）、线程模型（原生线程 vs 协程/用户线程）、进程同步（互斥锁、信号量）等。 内存管理： 内存分配与释放、内存映射等。 网络通信： Socket API 的发展历程，POSIX Socket 与 Winsock 的兼容性问题，以及如何实现统一的网络编程接口。 时间与定时： 时间戳的获取、定时器的使用、睡眠函数等。 数据类型与结构体的适配： 不同操作系统下，用于传递系统调用参数和返回结果的数据类型和结构体（如 `stat` 结构体）往往存在差异，本书将指导您如何进行有效的适配和转换。 错误处理机制： 各系统对错误代码的定义和处理方式（如 `errno` vs `GetLastError()`），以及如何构建一个统一的错误报告机制。 设计可移植库的原则与模式 理解了底层差异后，本书将重点讲解如何运用设计原则和设计模式来构建健壮、可维护的 C 语言可移植系统调用库。这包括： 抽象层设计： 如何设计一个清晰、简洁的抽象接口，屏蔽底层实现的复杂性。我们将探讨不同抽象级别的可能性，从直接封装到更高级别的抽象。 适配器模式（Adapter Pattern）： 这是构建可移植库的核心模式之一。我们将详细讲解如何为每个目标平台编写“适配器”，将平台特定的 API 转换为我们抽象接口的实现。 策略模式（Strategy Pattern）： 在某些情况下，可以使用策略模式来动态选择适合当前平台的实现。 工厂模式（Factory Pattern）： 用于创建特定平台的适配器实例。 条件编译（Conditional Compilation）： 利用 `ifdef`、`if defined()` 等预处理器指令，根据目标平台选择不同的代码分支，是实现跨平台编译的关键技术。本书将深入讲解其使用技巧和注意事项。 类型安全的封装： 如何在 C 语言中实现类型安全，避免因类型转换不当而导致的潜在问题。 内存管理策略： 在跨平台库中，如何统一管理内存分配和释放，避免内存泄漏和野指针。 错误处理与报告： 设计一套统一的错误码体系，并提供清晰的错误信息，方便开发者调试。 核心库模块的实现指南 本书将以模块化的方式，指导您逐步实现一个功能完善的可移植系统调用库。每个模块都将围绕实际的系统调用功能，讲解如何应用上述的设计原则和模式。您将学习如何实现： 基础文件操作库： 封装 `open`、`close`、`read`、`write`、`lseek`、`stat` 等核心文件操作函数。您将看到如何根据不同的平台，例如 Windows 的 `CreateFile`、`CloseHandle`、`ReadFile`、`WriteFile`，以及 POSIX 的 `open`、`close`、`read`、`write`、`lseek`、`fstat`，来构建统一的接口。 进程与线程管理库： 实现 `fork`（如果可能）、`exec` 系列函数（或其等效实现）、`getpid`、`kill` 等函数。在 Windows 上，您需要深入研究 `CreateProcess`、`ExitProcess`、`TerminateProcess` 等 API。对于线程，将探讨如何兼容 POSIX Threads (pthreads) 和 Windows Threads。 网络通信库： 基于 socket API，实现 TCP 和 UDP 的客户端与服务器端功能。重点将放在 Winsock 与 Berkeley Sockets API 的兼容性处理上。 时间与延时库： 实现 `gettimeofday`、`sleep`、`usleep` 等函数。 信号处理库（高级主题）： 讨论在不同平台上实现信号处理的挑战和可能的解决方案。 实践与技巧 本书不仅仅是理论的堆砌，更注重实践。您将通过书中提供的详细示例代码，亲手构建和测试这些可移植库模块。此外，本书还将分享一系列实用的开发技巧： 构建系统配置： 如何使用 CMake、Autotools 等工具来管理跨平台项目的构建过程，实现自动化编译和链接。 调试跨平台代码： 掌握在不同操作系统下调试 C 语言代码的技巧，尤其是针对系统调用层面的问题。 性能优化考虑： 在保证可移植性的前提下，如何进行性能优化，避免因过度抽象而带来的性能损失。 第三方库的集成： 如何将现有的跨平台第三方库集成到您的库中，或者如何让您的库能够与它们良好地协同工作。 单元测试策略： 为您的可移植库编写全面的单元测试，确保其在各个平台上的正确性。 学习本书将为您带来什么？ 通过学习《Developing C Language Portable System Call Libraries/Book and Disk》，您将： 摆脱平台束缚： 能够自信地编写一次代码，运行在 Windows、Linux、macOS 等多个主流操作系统上，无需为每个平台编写冗余的代码。 提升开发效率： 大幅缩短应用程序的开发周期，专注于业务逻辑的实现，而非底层的兼容性问题。 增强代码质量： 减少因平台差异引入的 bug，提高代码的稳定性和可靠性。 深入理解系统底层： 获得对操作系统内核工作原理和系统调用机制的深刻理解。 掌握高级 C 语言编程技巧： 学习如何设计和实现复杂的 C 语言库，提升个人技术实力。 构建可重用的软件组件： 能够为自己的项目或其他开源项目贡献高质量的可移植库。 本书适合有一定 C 语言基础的开发者，包括但不限于： 希望编写跨平台应用程序的独立开发者。 需要维护和扩展遗留 C 语言项目的工程师。 对操作系统底层原理和系统调用感兴趣的学生和研究人员。 致力于构建通用性软件工具库的团队。 本书附带的磁盘（或虚拟的数字资源）将包含书中所有示例代码、构建脚本、测试用例以及预编译的库文件（如果适用）。 您将能够直接运行、修改和学习这些宝贵的资源，加速您的学习进程。 如果您渴望掌握构建真正跨平台 C 语言应用程序的核心技术，如果您希望在软件开发的道路上更进一步，那么《Developing C Language Portable System Call Libraries/Book and Disk》将是您不可或缺的学习指南。它将带领您从零开始，一步步构建出坚实的系统调用抽象层，让您的软件拥有无与伦比的生命力。

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