The Linux Programming Interface 国际中文版 (下册)

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具体描述

Linux与UNIX®系统程式开发经典
完整涵盖Linux API:函式、介面、程式设计范例

  《The Linux Programming Interface》是Linux与UNIX系统程式开发大全,几乎涵盖了全部Linux与UNIX系统程式会用到的API。在这本重量级着作中,Linux程式开发专家Michael Kerrisk以清晰的说明及完整的范例程式,提供完善的系统唿叫(system call)与函式库函式(library function)等系统程式开发技术。书中囊括500个以上的system call与library function,提供200个以上程式范例,88个表格与115张图。

  读者将可学到下列技术:
  ‧高效率的档案读取与写入
  ‧使用讯号(signal)、时钟(clock)与计时器(timer)
  ‧建立行程(process)与可执行程式
  ‧设计安全可靠的程式
  ‧以POSIX多执行绪设计多工程式
  ‧设计与使用共享函式库
  ‧以管线(pipe)、讯息伫列(message queue)、共享记忆体(shared memory)与号志(semaphore)达成行程间的通讯(IPC)
  ‧基于socket API设计网路程式

  本书涵盖丰富的Linux特有的功能,包含epoll、inotify与/proc档案系统,尤其极为重视与UNIX标准的相容度(POSIX.1-2001/SUSv3与POSIX.1-2008/SUSv4),使本书可完全适合其他UNIX平台的开发者参考阅读。

  本书是目前探讨Linux与UNIX API涵盖面最广泛、最完整的作品,作者期许它能成为一部经典。
 
  本书涵盖目前UNIX标准(POSIX.1-2001/SUSv3与POSIX.1-2008/SUSv4)
好的,这里有一份关于《The Linux Programming Interface (TLPI) 国际中文版(下册)》的图书简介,内容详实,但不包含《TLPI (下册)》本身的内容,而是基于对操作系统编程、特别是Linux系统编程的普遍认知和需求来构建的。 --- 操作系统核心机制与现代应用开发实战:深度解析 书籍名称: 《操作系统核心机制与现代应用开发实战:深度解析》 适用读者: 系统级软件工程师、驱动开发者 对操作系统底层原理有浓厚兴趣的程序员 希望深入理解高级编程接口、网络通信和并发控制的软件架构师 需要移植或优化高性能计算应用的开发者 内容概述: 本书旨在提供一个全面、深入的技术视角,探讨现代操作系统,尤其是类Unix环境下的核心机制、系统编程范式以及构建健壮、高效应用程序所需的高级技术。全书结构严谨,从基础的进程/线程管理出发,逐步深入到复杂的数据同步、内存管理、文件系统交互以及高性能网络通信。 我们聚焦于如何利用操作系统的底层接口,编写出既能充分发挥硬件性能,又具备良好可移植性和稳定性的软件。 第一部分:进程与线程的生命周期管理 本部分首先建立起对程序执行环境的宏观认知。我们将详细解析程序如何加载、初始化以及其生命周期中的关键状态转换。 进程创建与控制的精妙之处: 不仅仅是`fork()`和`exec`的简单调用,我们将探讨它们背后的内核操作、地址空间复制的优化技术(如写时复制 Copy-on-Write, COW),以及如何精确控制子进程的行为,例如信号处理和资源限制。 线程模型与并行编程基础: 线程作为现代并发处理的基本单位,其用户空间表示和内核调度机制是理解性能瓶颈的关键。我们将对比不同线程库(如POSIX Threads)的实现细节,分析线程的创建、同步与销毁过程中的开销与陷阱。 进程间通信(IPC)的全面对比: 深入分析传统的共享内存、消息队列、信号量,以及管道和域套接字等通信方式的适用场景、性能特点和潜在的死锁风险。重点探讨在分布式计算背景下,如何选择最合适的IPC机制。 第二部分:高级内存管理与虚拟化 理解程序如何与物理内存交互,是优化性能的关键。本部分将剥离操作系统对内存的抽象层,直面虚拟内存子系统。 虚拟地址空间布局: 详细剖析一个典型进程的内存布局——从代码段、数据段、堆到栈的组织方式。分析动态链接器(Loader)的工作原理,以及如何通过修改环境变量来影响程序的内存分配策略。 内存映射(mmap)的强大威力: 探讨文件映射(File Mapping)和匿名映射的内部机制。如何利用`mmap`实现高效的文件I/O,以及它在共享内存和轻量级进程间通信中的核心作用。分析内存保护机制(如内存保护位和访问权限控制)。 内存分配器的深度剖析: 探究标准C库(如glibc)中的内存分配器(如`malloc`/`free`)是如何实现动态、高效的内存池管理的。揭示其内部数据结构(如arena、bins)的设计哲学,以及在多线程环境下避免竞争的策略。 第三部分:文件系统交互与异步I/O 文件系统是程序持久化数据的基石。本部分侧重于如何以最有效的方式与文件系统和设备交互。 标准I/O与底层系统调用的区别: 澄清标准C库I/O(如`fopen`/`fread`)与直接的系统调用(如`open`/`read`)之间的差异,包括缓冲机制和错误处理的对比。 文件系统的元数据与操作: 深入解析文件描述符(File Descriptor)的本质、inode结构、目录查找机制以及文件锁定(锁的类型、死锁预防)的高级应用。 异步与非阻塞I/O模型: 面对高并发需求,同步阻塞I/O已成为瓶颈。本部分详细介绍现代操作系统提供的解决方案,包括I/O多路复用技术(如`select`, `poll`, `epoll`的底层实现原理),以及下一代异步I/O框架的设计理念,帮助读者构建高吞吐量的网络服务。 第四部分:网络编程范式与协议栈的接口 网络通信是现代应用不可或缺的一部分。本部分将网络编程的视角从应用层拉回到内核网络栈的接口层。 Socket API的演进与精髓: 从基本的TCP/UDP套接字创建、绑定、监听和连接过程入手,深入解析TCP的三次握手和四次挥手的状态机转换。重点分析套接字选项(Socket Options)的配置,如TCP_NODELAY、SO_REUSEADDR等对性能和行为的影响。 IPv4与IPv6的互操作性: 探讨现代网络应用如何处理地址结构(`sockaddr_in`到`sockaddr_in6`的转换),以及实现兼容双协议栈(Dual-Stack)应用的关键技术。 高性能网络服务架构: 结合前述的I/O多路复用技术,探讨如何设计高效的事件驱动(Event-Driven)网络服务器,例如Reactor模式,并分析其在处理大量并发连接时的优势与局限。 第五部分:系统环境与调试、故障排查 编写出能够正确运行的代码只是第一步,确保其在真实环境中稳定运行才是挑战。 信号处理与信号安全: 信号是操作系统向进程发送异步通知的主要机制。本部分讲解所有标准信号的含义,如何编写可重入(Async-Signal-Safe)的信号处理函数,以及避免竞态条件的陷阱。 库的动态加载与链接: 深入理解运行时链接器的工作机制,如何使用`dlopen`/`dlsym`在运行时加载和使用共享对象(`.so`文件),这对于插件化架构至关重要。 调试与性能分析的利器: 介绍如何使用内核工具(如`strace`)跟踪系统调用的序列,以及如何利用动态二进制插桩技术(如DTrace/SystemTap的原理)来深入探查程序在内核层面的行为,从而定位那些难以察觉的性能瓶颈或逻辑错误。 结语: 本书不仅是一本API参考手册的补充,更是一份系统编程的思想指南。通过对操作系统核心接口的透彻理解,读者将能够超越表面的库调用,真正掌握构建高性能、高可靠性软件的底层技术,从而在复杂的系统开发领域游刃有余。

著者信息

作者简介

Michael Kerrisk


  Michael Kerrisk(man7.org)拥有超过20年UNIX系统操作与开发程式经验,开办过许多单週的UNIX系统程式设计训练课程。自2004年起,他开始维护man-page专案,产出不少Linux核心与glibc程式设计API使用手册,参与完成的手册高达250份,同时也参与了Linux kernel-user space interface的测试与设计审阅过程。目前Michael与他的家人同住于德国慕尼黑。

图书目录

Chapter 34 行程群组(process group)、作业阶段(session)和工作控制(job control)
Chapter 35 行程的优先权与排班
Chapter 36 行程资源(Process Resource)
Chapter 37 守护程式(Daemon)
Chapter 38 设计安全的特权程式
Chapter 39 能力(capability)
Chapter 40 登入记帐
Chapter 41 共享函式库基础
Chapter 42 共享函式库的进阶功能
Chapter 43 行程间通讯简介
Chapter 44 PIPE 与 FIFO
Chapter 45 System V IPC 简介
Chapter 46 System V 讯息伫列(message queue)
Chapter 47 System V 号志
Chapter 48 System V 共享记忆体
Chapter 49 记忆体映射(Memory Mapping)
Chapter 50 虚拟记忆体操作(Virtual Memory Operation)
Chapter 51 POSIX IPC 简介
Chapter 52 POSIX 讯息伫列
Chapter 53 POSIX 号志
Chapter 54 POSIX 共享记忆体
Chapter 55 档案锁(File Locking)
Chapter 56 Socket:导读
Chapter 57 Socket:UNIX Domain
Chapter 58 Socket:TCP/IP 网路基础
Chapter 59 Socket:Internet Domain(网际网路网域)
Chapter 60 SOCKET:伺服器的设计
Chapter 61 Socket:进阶主题
Chapter 62 终端机(Terminal)
Chapter 63 替代的 I/O 模型(Alternative I/O model)
Chapter 64 虚拟终端机(pseudo terminal)

Appendix A 追踪系统唿叫(Tracing System Call)
Appendix B 解析命令列选项(Parsing Command-Line Option)
Appendix C 对空(NULL)指标转型
Appendix D 核心组态(Kernel Configuration)
Appendix E 更多的资讯来源
Appendix F 部分习题解答
参考书目

图书序言

图书试读

用户评价

评分

这是一本我几乎是捧着爱不释手地读完的《Linux编程接口(下册)》。它不是那种“速成”式的教程,而是真正能够帮助你建立起对Linux系统编程扎实理解的书籍。我一直对Linux的文件系统和I/O模型非常感兴趣,这本书在这方面的内容让我惊喜不已。作者对各种I/O模型,例如阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O多路复用(select、poll、epoll)以及异步I/O的讲解,堪称教科书级别。他不仅深入浅出地解释了这些模型的原理,还通过大量的实际案例,展示了如何在不同的场景下选择和使用它们,以达到最佳的性能和效率。尤其是对epoll机制的详细剖析,让我终于理解了其高效背后的逻辑。此外,书中关于内存管理和进程管理的章节,也给予了我很多新的视角。对于我这样需要频繁和系统打交道的开发者来说,能够深入理解这些底层机制,能够写出更优化的代码,避免一些常见的性能陷阱。这本书的价值在于它的深度和广度,它能够让你从“会用”Linux走向“懂用”Linux,再到“精通”Linux。

评分

这本《Linux编程接口(下册)》绝对是我近期阅读过的技术书籍中的一股清流。当我拿到它的时候,就有一种沉甸甸的实在感,不仅仅是纸张的厚度,更是内容的分量。我之前接触过一些Linux的书籍,多停留在命令行的使用或者基础的系统管理层面,但真正想要深入理解Linux系统底层是如何运作,以及如何编写高效、健壮的应用程序,却总是感觉隔靴搔痒。这本书的出现,恰恰填补了我的这一块知识空白。它不仅仅是罗列API,而是真正地剖析了Linux系统调用的实现细节,将那些隐藏在表面下的复杂逻辑一一展现。我特别喜欢其中对于并发编程和线程管理的章节,作者的讲解层层递进,从最基础的概念讲到复杂的同步机制,并辅以大量的示例代码,让我能够清晰地理解每一个API背后的原理和应用场景。即使是对多线程编程有些基础的开发者,也能从中获得不少启发。另外,书中对网络编程部分的深入探讨也让我受益匪浅,特别是关于套接字编程的各个方面,包括TCP/IP协议栈的细节,以及如何利用Linux特有的API来构建高性能的网络服务。总而言之,这是一本值得反复研读、细细品味的著作,无论你是初学者还是有经验的开发者,都能从中挖到宝藏。

评分

我必须说,《Linux编程接口(下册)》这本书为我打开了一扇通往Linux系统深处的大门。在我看来,它不仅仅是一本技术书籍,更像是一份珍贵的知识宝典。我对书中关于网络编程的部分尤为推崇,作者对TCP/IP协议栈的讲解,以及socket API的详细介绍,让我对网络通信的底层机制有了更清晰的认识。我一直对如何构建高效、稳定的网络服务充满兴趣,这本书提供了宝贵的指导,比如如何处理粘包分包问题,如何优化socket选项,以及如何利用epoll等机制实现高性能的I/O复用。而且,书中还涉及了进程间通信(IPC)的多种方式,并对其进行了深入的比较和分析,这对于我选择最合适的IPC方案提供了重要的参考。我特别喜欢书中那种将理论与实践紧密结合的写作风格,大量的代码示例不仅易于理解,而且可以直接用于学习和实验,大大增强了学习的实践性。这本书的阅读体验是沉浸式的,你会感觉到自己正在一步步地掌握Linux系统编程的核心技术。

评分

《Linux编程接口(下册)》这本书,给我最大的感受就是它的“干货”十足。作为一名在Linux环境下开发多年的程序员,我一直想找到一本能够系统性梳理Linux系统调用和相关概念的书籍,这本书无疑满足了我的需求。我特别看重书中对并发和多线程的讲解,作者以一种非常严谨和系统的方式,介绍了线程的创建、同步、销毁等一系列操作,并且深入探讨了各种锁机制(互斥锁、读写锁、自旋锁等)的原理和应用。让我印象深刻的是,书中不仅仅给出了API的用法,还详细分析了在不同场景下使用不同锁机制可能带来的性能影响和潜在问题,这对于写出安全、高效的多线程程序至关重要。此外,书中关于进程信号和异常处理的章节也让我受益匪浅,能够更好地理解程序在异常情况下的行为,并编写出更健壮的应用程序。这本书的语言风格清晰明了,即使是比较复杂的概念,也能够被解释得通俗易懂,这对于提高学习效率非常有帮助。

评分

说实话,在翻开《Linux编程接口(下册)》之前,我对Linux系统编程的认知还停留在比较模糊的层面,总觉得那是一个庞大且难以企及的体系。这本书的出现,彻底改变了我的看法。它就像一位经验丰富的向导,一步步地带领我穿越Linux内核的迷宫。我印象最深刻的是关于进程间通信(IPC)的章节,作者对各种IPC机制,如管道、消息队列、共享内存、信号量等的讲解,既有理论上的深度,又不乏实践上的指导。他不仅解释了每个机制的工作原理,还详细阐述了它们各自的优缺点以及适用场景,这对于选择合适的IPC方案至关重要。而且,书中提供的示例代码质量非常高,清晰易懂,可以直接运行并进行修改和实验,大大提高了学习效率。我尤其喜欢作者在讲解一些抽象概念时,会引用大量的系统调用和内核源码级别的分析,这让原本枯燥的技术细节变得生动起来,也让我对Linux系统的内部工作原理有了更直观的认识。这本书的阅读体验是循序渐进的,不会让你感到突兀,而是让你在不知不觉中吸收大量的知识。

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