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出版者:机械工业出版社

作者:刁成嘉 编

出品人:

页数:531

译者:

出版时间:2004-1

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111150701

丛书系列:

图书标签:

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探索现代软件架构与高性能计算的基石 书名：软件架构演进与高性能计算实践 本书聚焦于当代软件工程领域中，构建复杂、可靠且高效系统的核心思想与技术栈。我们旨在为资深开发者、系统架构师以及对底层优化有浓厚兴趣的技术人员，提供一套系统性的、前瞻性的知识体系。本书内容不涉及任何面向对象编程（OOP）的具体语言特性讲解，而是将其视为已掌握的基础工具，直接深入到更高层次的抽象与实现层面。 --- 第一部分：现代软件架构范式转型与演进 本部分深入剖析了支撑大规模、分布式系统的核心架构理念，强调如何在不依赖单一语言范式的前提下，设计出具有高内聚、低耦合特性的复杂系统。 第一章：超越单体：服务化、模块化与领域驱动设计（DDD）的交汇 我们首先审视了传统紧耦合系统的局限性，并系统性地介绍了微服务架构（MSA）的优劣势。本书不讨论如何用特定语言实现这些服务，而是专注于架构边界的合理划分。 上下文边界的精确识别： 基于DDD的核心原则，我们详细阐述了如何通过限界上下文（Bounded Context）来明确服务间的职责分离，确保每个服务内部逻辑的自治性。 通信模式的选择与权衡： 探讨了同步通信（如RESTful API的设计原则与性能陷阱）与异步通信（如消息队列、事件驱动架构）在不同业务场景下的适用性。重点分析了幂等性、事务性补偿和最终一致性的设计考量。 架构的弹性与可观测性： 介绍Netflix Hystrix模式的通用思想（Circuit Breaker, Bulkhead, Retry），并将其抽象为架构组件，而非特定语言库的实现。我们探讨了分布式追踪（Tracing）、指标（Metrics）和日志（Logging）体系的构建哲学。 第二章：函数式编程范式在系统设计中的应用 本书认为，函数式编程（FP）的核心思想——不可变性、纯函数、高阶操作——是提高系统稳定性和可测试性的关键。我们从架构层面探讨这些概念的应用。 不可变性与状态管理： 分析了如何在并发环境下，通过强制数据不可变来消除竞态条件。重点讨论了事件溯源（Event Sourcing）的架构模式，以及如何使用日志化的事件流来重建系统状态。 代数数据类型（ADT）的抽象力量： 即使不使用支持原生FP的语言，我们也要学习如何通过结构体、枚举和接口的组合，在结构层面模拟Option/Either类型，以优雅地处理错误和缺失值，替代传统的异常处理机制。 并行化与并发控制的底层机制： 从操作系统的角度理解线程、协程（Fibers/Goroutines）的调度机制，并探讨如何利用无锁数据结构（Lock-Free Structures）和内存屏障（Memory Barriers）的原理，实现高吞吐量的并发原语。 --- 第二部分：面向性能与资源控制的系统实现 本部分将视角从高层架构拉回到系统实现层面，关注资源效率和计算性能的极致优化，尤其侧重于内存布局、I/O模型和编译期优化。 第三章：内存布局、缓存一致性与数据访问优化 现代计算性能的瓶颈往往在于内存访问延迟。本章深入探讨硬件与软件的交互。 CPU缓存层级与局部性原理： 详细解析L1、L2、L3缓存的工作机制，并阐述了如何通过数据结构设计，最大化时间局部性和空间局部性。 结构化绑定与数据导向设计（Data-Oriented Design, DOD）： 介绍如何重新组织数据以适应CPU的SIMD指令集和缓存行对齐。本书探讨DOD的设计原则，如何将“对象”的思维转变为“数据流”的处理思维。 内存分配器的原理与调优： 对比分析通用分配器（如`malloc`/`new`的实现）和特定工作负载分配器（如Arena Allocator, Pool Allocator）的性能差异。讲解如何通过自定义分配策略减少碎片和系统调用开销。 第四章：异步I/O模型与零拷贝技术 高效的I/O是任何高性能服务的生命线。本章聚焦于操作系统提供的I/O机制。 I/O多路复用技术综述： 深入剖析`select`、`poll`、`epoll`（Linux）和`kqueue`（BSD/macOS）的工作原理，理解它们如何实现高并发网络连接的管理。 零拷贝（Zero-Copy）的实现路径： 详细介绍`sendfile`、`splice`等系统调用的内部机制，分析其在数据传输中的优势和局限性。探讨如何设计应用程序以最小化数据在用户态和内核态之间的拷贝次数。 高性能网络协议栈的构建： 分析TCP/IP协议栈的关键优化点，包括拥塞控制算法（如CUBIC）、延迟优化以及UDP在特定场景下的适用性（如QUIC协议的设计思想）。 第五章：编译期元编程与链接时优化 本部分探讨如何在编译和链接阶段，最大限度地榨取程序的运行效率，实现对运行时开销的最小化。 模板元编程（Template Metaprogramming）的现代应用： 侧重于使用类型系统和模板推导来执行复杂的编译期计算，例如编译期校验、常量生成和特定接口的选择（SFINAE的替代方案）。 链接器脚本与运行时库的定制： 讲解如何通过定制链接器脚本来精确控制代码和数据在内存中的布局，这对于嵌入式系统或需要严格内存隔离的场景至关重要。 Profile-Guided Optimization (PGO) 与 Link-Time Optimization (LTO)： 介绍如何利用实际运行数据指导编译器进行更激进的内联和死代码消除，实现超越标准编译流程的性能提升。 --- 《软件架构演进与高性能计算实践》 提供的是一种系统思维的升级。它将复杂的软件工程挑战置于一个超越具体语言特性的宏观视角下进行审视，强调设计原理、资源管理和底层机制的深刻理解，是迈向构建下一代复杂系统的必读之作。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深沉的蓝色调配上简洁的字体，透着一股专业和严谨的气息，一看就知道这不是那种泛泛而谈的入门读物。我当初选它，就是冲着这个感觉去的，毕竟在编程领域，工具书的质感和专业度是至关重要的。初翻目录，就能感受到作者在内容编排上的用心良苦，从基础概念的铺陈，到复杂特性的深入剖析，层次感非常清晰。特别是对于那些核心的面向对象范式——封装、继承、多态——的处理，似乎比我之前看过的任何资料都要细致入微。它并没有急于展示那些炫酷的黑科技，而是耐心地引导读者去理解“为什么”要这么设计，这种思维层面的构建，对我一个正在努力提升架构能力的人来说，简直是醍醐灌顶。我尤其欣赏它在处理C++特有的一些机制时，比如虚函数表和RVO（Return Value Optimization）时的那种刨根问底的态度，很少有教材能把这些底层细节讲得既生动又准确，读起来就像是跟着一位经验丰富的大师傅在实践中一步步拆解机器的骨架。

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阅读体验上，这本书的行文风格非常扎实，带着一种老派学者的严谨，但绝不枯燥。作者似乎非常擅长用生活化的比喻来解释那些晦涩难懂的编程概念，比如用工厂的流水线来比喻对象的生命周期和资源管理，这极大地降低了初学者理解门槛。然而，别被这种“友好”的外表所迷惑，一旦深入到模板元编程或者异常安全性的章节，那种挑战性立刻就显现出来了。我记得有一次，为了理解如何编写一个无懈可击的资源获取即初始化（RAII）容器，我花了整整一个下午，对照书中的代码示例反复调试和思考。这本书的价值就在于，它不只是告诉你“怎么做”，更重要的是它会展示“在不同场景下，这样做可能带来的隐患”，这种前瞻性的指导，是很多快速入门手册里完全缺失的。它迫使你像一个真正的软件工程师那样去思考代码的健壮性，而不是仅仅停留在“能跑起来”的阶段。

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与其他市面上流行的强调“快速迭代”和“敏捷开发”的书籍相比，这本书给予了“基础”二字极高的尊重。它的开篇部分，花费了相当大的篇幅去回顾了C语言遗留下来的历史包袱以及C++标准演进的脉络，这对于理解C++为什么会设计成现在这个样子至关重要。我发现，很多开发者在学习现代C++特性时，会忽略掉对历史和设计哲学的理解，导致在面对遗留代码或者需要进行底层优化时束手无策。这本书的作者显然不希望读者成为一个只会调用库函数的“脚本小子”，而是致力于培养能够理解编译器行为、能够进行底层优化的架构师。它对内存模型的阐述尤其到位，通过细致的内存对齐和缓存行对性能的影响分析，让原本抽象的“性能优化”变得具体可感，这对于我正在负责的嵌入式系统项目来说，提供了坚实的理论支持。

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这本书的配图和代码示例简直是教科书级别的范本。我特别留意了图表的质量，很多类图和时序图都绘制得极其精美且逻辑清晰，完全避免了那种为了凑字数而堆砌的、晦涩难懂的流程图。每一个代码块都经过了精心的设计和注释，它们不仅仅是演示某个特性的“玩具代码”，而是可以直接借鉴到实际项目中的高质量模块雏形。当我遇到一个棘手的多线程同步问题时，书中关于“锁的粒度”和“死锁避免策略”的案例分析，几乎是完美复刻了我当时面临的场景，让我立刻找到了突破口。这种实用性和理论深度完美结合的编排，使得这本书不仅仅是图书馆里的一件摆设，而是我工作台面上最常翻阅的参考资料之一。每次遇到设计上的瓶颈，翻开它，总能找到那个“啊，原来可以这么优雅地解决”的瞬间。

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如果非要说有什么可以改进的地方，也许是在最新C++标准特性的覆盖上可以更激进一些。虽然它对现有主流特性的讲解已经非常详尽，但对于C++20乃至未来的某些前沿概念的引入，似乎处理得略显谨慎，或许是为了保证内容的长期适用性。不过，话又说回来，正是这种谨慎，保证了本书核心理论的恒久价值。它更像是一部“内功心法”而非“招式大全”。对于希望在C++领域走得远、走得稳的人来说，这本书提供的底层认知框架是无价之宝。它不是那种读完后能让你立刻写出热点应用的书，但它绝对是能让你在面对十年后的技术变革时，依旧能保持清晰思维和强大应对能力的基础。总而言之，这是一部值得收藏并反复研读的经典之作，对于任何严肃对待C++这门语言的工程师而言，都是案头必备的宝典。

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基本上C++基础的一本好书

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