An Introduction to Network Programming with Java + CD pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison Wesley

作者:Jan Graba

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-08-08

价格:USD 52.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780321116147

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 网络编程
• 计算机网络
• 编程入门
• 软件开发
• CD-ROM
• 技术教程
• 程序员
• 网络技术
• 实践指南

深入探索现代网络通信的基石：软件架构与协议实现 一部面向实践的指南，致力于构建高效、可靠的网络应用程序 在当今数字化世界中，网络编程是构建几乎所有现代软件系统的核心能力。从企业级的分布式服务到面向用户的移动应用后端，理解数据如何在网络中流动、如何设计健壮的通信协议，是每一位高级软件工程师必须掌握的技能。本书《深入探索现代网络通信的基石：软件架构与协议实现》旨在提供一个全面且深入的视角，探讨构建高性能、高可用性网络应用所需的理论基础、设计模式以及实战技巧。 目标读者群与本书定位 本书主要面向具备一定编程基础（特别是面向对象编程或C/C++基础）的读者，包括： 1. 有志于网络服务开发的软件工程师： 希望从应用层视角深入理解TCP/IP协议栈、Socket编程细节，并掌握现代并发模型以应对高负载场景。 2. 系统架构师和技术主管： 需要评估和设计分布式系统、微服务架构中数据传输机制的可靠性与效率。 3. 对底层网络技术有浓厚兴趣的学习者： 渴望了解网络协议设计背后的权衡与决策过程。 本书并非简单地罗列API调用，而是着重于“为什么”以及“如何做”——解释底层机制如何影响上层架构选择，并提供一套清晰的思维框架来应对复杂的网络挑战。 核心内容模块详解 本书的结构被精心设计为从基础概念到高级实践的循序渐进过程，共分为六大部分： --- 第一部分：网络基础与协议栈的深入剖析 本部分为后续所有高级主题奠定坚实的基础。我们不会停留在OSI七层模型的简单描述，而是深入探讨每一层在实际网络环境中的行为和限制。 1. 现代互联网协议栈的解构： 详细分析TCP/IP协议族（IPv4与IPv6）的结构、地址解析机制（ARP/NDP），以及它们如何在异构网络中协同工作。重点讨论数据包如何在内核空间与用户空间之间高效传递的流程，为理解零拷贝技术做铺垫。 2. TCP：可靠性的基石与性能的博弈： 彻底剖析TCP协议的内部机制。内容涵盖三次握手、四次挥手背后的状态机转换，拥塞控制算法（如Reno、CUBIC）的演进及其对应用层吞吐量的影响。我们将探讨如何通过调整TCP窗口大小、延迟确认等参数来优化特定场景下的性能。 3. UDP与ICMP：速度与诊断的工具： 虽然TCP是主流，但UDP在某些场景（如实时游戏、DNS查询）中不可替代。本章将分析UDP的无连接特性、数据报的特性，以及如何在应用层之上自行实现可靠性机制。同时，深入讲解ICMP在网络诊断和路由过程中的关键作用。 --- 第二部分：操作系统层面的网络编程接口 理解操作系统提供的编程接口是实现高性能网络应用的前提。本部分侧重于跨平台和特定操作系统的API细节。 1. Socket编程范式：同步与阻塞的局限性： 复习标准的阻塞式Socket API（`socket()`, `bind()`, `listen()`, `accept()`, `connect()`, `send()`, `recv()`），并分析在处理大量并发连接时，这种模型带来的资源消耗与效率瓶颈。 2. I/O复用模型：从`select`到`epoll/kqueue`： 详细对比和实现I/O多路复用技术。重点剖析Linux内核的`epoll`机制（包括ET和LT模式），macOS/FreeBSD的`kqueue`，解释它们如何通过内核态事件通知机制避免用户态轮询的开销，从而支撑C10K问题的解决。 3. 高级I/O操作与内核交互： 探讨如`sendfile()`、`splice()`等零拷贝技术，分析这些API如何绕过用户缓冲区，直接在内核空间或网络设备之间传输数据，极大地提升大数据量传输的效率。 --- 第三部分：构建现代并发网络服务架构 单一线程或进程模型已无法满足现代高并发需求。本部分聚焦于设计模式在网络服务中的应用。 1. 传统并发模型评估： 对比基于线程（Thread-per-Connection）和基于进程的并发模型，分析其在内存占用、上下文切换开销以及编程复杂性上的优劣。 2. 事件驱动架构（EDA）与反应器模式： 深入讲解反应器（Reactor）模式的核心思想。我们将通过一个自定义的事件循环模型，展示如何用最少的资源管理数以万计的连接，实现高吞吐量。 3. 协程/轻量级线程的应用： 探讨基于协程（Coroutines）或用户态线程（如Green Threads）的并发模型，特别是在一些特定语言运行时环境下的优势，例如如何以同步的代码风格实现异步的性能。 --- 第四部分：应用层协议的设计与实现原理 网络通信的效率往往取决于应用层协议的定制化程度。本部分关注如何设计高效、可扩展的应用层协议。 1. 协议设计要素：固定长度与变长数据帧： 讲解如何构建健壮的协议数据帧结构，包括边界的定义、长度字段的编码（如使用变长整数VarInt），以及如何处理网络字节序问题。 2. 序列化与反序列化的挑战： 对比JSON、XML、Protocol Buffers (ProtoBuf) 和FlatBuffers等序列化技术。重点分析二进制协议的优势（空间效率和解析速度），并讨论如何在不同系统间保持数据格式的一致性。 3. 流量控制、心跳与连接管理： 讨论如何设计有效的应用层心跳机制来检测死连接（Phantom Connections），以及如何在协议层实现可靠的消息传递语义（如至少一次、恰好一次）。 --- 第五部分：分布式系统中的网络挑战 当服务规模扩大，网络编程必须与分布式系统理论相结合。 1. 负载均衡与健康检查的原理： 分析L4（四层）和L7（七层）负载均衡的区别。深入探讨负载均衡器如何通过各种健康检查机制（如TCP探针、应用层Ping）来动态调整流量分配。 2. 分布式事务与RPC机制： 讲解远程过程调用（RPC）框架（如gRPC的底层实现原理）的核心组件，包括服务发现、请求的序列化与传输、以及如何处理跨网络边界的事务一致性问题（如两阶段提交的挑战）。 3. 网络分区容错性（P/A/C）： 从网络传输的角度审视CAP理论，理解在网络不可靠性下，系统需要在一致性、可用性和分区容错性之间如何做出工程权衡。 --- 第六部分：安全、性能调优与前沿趋势 1. 网络安全基础：TLS/SSL的握手过程： 详细解析TLS/SSL握手流程，包括证书验证、密钥交换算法（如Diffie-Hellman或ECDHE），以及数据加密传输的效率开销分析。 2. 性能瓶颈诊断与工具链： 介绍使用`tcpdump`、Wireshark等工具进行实时网络抓包分析的方法，以及如何利用系统工具（如`ss`/`netstat`、`strace`）定位内核级别的阻塞点。 3. 现代网络传输协议：QUIC的兴起： 前瞻性地介绍基于UDP构建的QUIC协议，分析其如何解决TCP的队头阻塞问题，以及HTTP/3在现代网络环境中的意义和实现难点。 总结 本书通过系统性的理论讲解、深入的代码剖析和丰富的实践案例，将读者从网络编程的初级应用层面，提升至能够设计、实现和调优复杂、高性能网络基础设施的专家水平。掌握这些知识，意味着您将能够自信地驾驭现代软件架构对可靠、快速通信的严苛要求。

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我得承认，我本来以为这本书会因为其标题中包含“Java”而显得有些僵硬和过时，毕竟网络编程领域的新技术层出不穷。然而，阅读体验出乎意料地流畅和具有前瞻性。作者显然对Java生态系统中的最新发展保持着敏锐的洞察力。虽然它构建了坚实的底层基础知识，但你仍然能感受到作者在引导你思考如何将这些经典的网络模型适配到现代的异步编程范式中去。更让我惊喜的是，它在探讨一些高级主题，比如序列化与反序列化的效率考量时，很自然地将Netty或Mina这类现代框架的优势作为对比引入，而不是生硬地插入一个完全不相关的技术名词。这使得本书虽然定位于基础介绍，却能够培养读者一种不断迭代和评估新技术的批判性思维，避免了陷入对单一技术栈的僵化崇拜。

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老实说，我对技术书籍的“实战性”一直抱有很高的期望，很多书读完后总感觉像是读了一篇很长的技术博客，写了很多API的用法，但一旦自己动手写项目就抓瞎。但这本书在这方面表现出了惊人的成熟度。它不仅仅停留在讲解Socket API的CRUD操作上，而是深入到了网络调试和性能优化的实际场景。比如，它花了专门的章节去探讨如何使用JMX或者特定的工具来监控网络连接的状态和吞吐量，这在很多同类书籍中是罕见的。书中的案例代码，比如一个简单的聊天服务器，并非那种一笔带过的“Hello World”级别，而是具备了错误处理、连接池管理和简单的负载分散意识的准生产级代码。这种对“工程化”的关注，对于我这种希望将学习成果直接迁移到工作环境中的开发者来说，简直是福音，它提供的不是知识点，而是一套完整的工程解决方案的思路。

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书中的章节逻辑组织得如同精密的外科手术流程，层层递进，环环相扣，丝毫没有初学者可能会遇到的那种知识点堆砌的混乱感。作者在介绍TCP/UDP这种基础协议时，并没有急于展示复杂的代码实现，而是先花了大量的篇幅，用非常形象的比喻和清晰的图示，将数据包的握手、传输、确认丢失等过程描绘得淋漓尽致。我感觉自己像是站在一个虚拟的局域网中央，亲眼目睹了数据流动的轨迹。特别是关于多线程与网络IO模型结合的部分，不同于其他教材中那种晦涩难懂的理论灌输，这里的讲解总是能够精准地落在“为什么”和“怎么做”的交汇点上，即讲解了背后的机制，又立刻提供了可操作的Java范例。这种由浅入深，以应用驱动理论的叙事方式，极大地增强了学习的连贯性和内在驱动力，让人在不知不觉中，就已经掌握了构建健壮网络应用的核心思维框架。

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本书的价值感，很大程度上来源于其配带的学习辅助材料所带来的补充和延伸。我通常对光盘或附带下载资源的实效性持保留态度，认为它们往往是落伍的或质量堪忧的。但这里的情况截然不同。我下载并运行了附带的示例代码，它们不仅完全可以编译运行，而且设置和环境配置的指南写得异常详尽，甚至考虑到了不同操作系统下的细微差别。更关键的是，这些代码并非死板的静态文件，它们很多都带有清晰的批注，指出哪些是核心逻辑，哪些是需要根据实际业务调整的占位符。这就像是跟随一位经验丰富的前辈在旁边指导你完成每一个实验，而不是让你独自摸索。这种“可交互的知识库”的体验，极大地加速了对抽象概念的理解和掌握速度，使得学习曲线变得平滑且高效。

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这本编程书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种沉稳的蓝色调配上简洁的字体，一看就知道是面向严肃学习者的工具书，而不是那种花里胡哨的入门读物。我尤其欣赏它封面那种低调的专业感，仿佛在无声地宣告：“这本书里装的是干货，没有多余的废话。” 拿到手里分量感十足，厚实的纸张和清晰的印刷质量，让人有种“这是一本可以陪我度过漫长学习期的好伙伴”的踏实感。内页的排版也做得相当考究，代码块的缩进和高亮处理得恰到好处，即便是初次接触网络编程复杂概念的读者，也能在视觉上迅速抓住重点，这极大地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳。装帧不仅仅是好看，更是一种对内容价值的尊重，体现了出版社对技术书籍品质的坚持。它给人的第一印象，就是“专业、耐用、值得信赖”，绝对是书架上一个有分量的存在，适合那些追求扎实基础和良好阅读体验的工程师。

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