分布式系统原理与范型 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:杨剑峰

出品人:

页数:636

译者:杨剑峰

出版时间:2004-9-1

价格:68.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302089612

丛书系列:世界著名计算机教材精选

图书标签:

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操作系统内核设计与实现 本书深入剖析现代操作系统的核心——内核的构建原理与实践技术。内容聚焦于操作系统的基础结构、关键机制的实现细节，以及如何将其高效地映射到实际硬件之上。全书结构严谨，理论与实践并重，旨在为系统程序员、高级系统分析师以及操作系统专业学生提供一套全面且深入的技术蓝图。 第一部分：操作系统基础与系统调用接口 第一章：操作系统的角色与结构 本章首先界定操作系统的核心职能，包括资源管理、进程抽象和硬件抽象。随后，详细介绍操作系统的经典结构模型，如宏内核（Monolithic Kernel）、微内核（Microkernel）以及混合式内核的优缺点和设计权衡。重点探讨现代主流操作系统（如Linux、BSD、Windows NT）的实际架构选择及其演化路径。理解这些结构对后续深入内核编程至关重要。 第二章：硬件架构与特权模式 深入讲解现代处理器（如x86-64架构）的运行模式，包括用户态（Ring 3）和内核态（Ring 0）的切换机制。阐述中断（Interrupts）和异常（Exceptions）如何从硬件层面触发控制流的转移。详细分析硬件支持的内存保护机制（如分页、段式管理）如何被内核用于隔离进程和保护自身代码的完整性。 第三章：系统调用接口（Syscall Interface） 系统调用是用户空间与内核空间交互的唯一合法途径。本章详尽解析系统调用的工作原理，包括系统调用号的传递、参数的栈上传递或寄存器传递，以及内核如何验证参数的有效性并执行相应的服务例程。通过对常见系统调用（如`fork`, `execve`, `read`, `write`）的实现剖析，展示用户态请求到内核态操作的完整流程。 第二部分：进程与线程管理 第四章：进程的抽象与生命周期 进程作为资源分配的基本单位，其抽象模型是操作系统的核心。本章详细介绍进程控制块（PCB）的数据结构，描述进程从创建、就绪、运行、阻塞到终止的完整状态转换流程。重点剖析上下文切换（Context Switching）的实现细节，包括寄存器状态的保存与恢复，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）的维护。 第五章：线程模型与用户/内核级线程 区分进程与线程的异同，探讨线程作为调度的基本单位如何提高系统并发性。深入分析用户级线程库（如pthreads的早期实现）与内核级线程的集成方式。讲解内核如何管理LWP（Light Weight Processes）以及用户态线程到内核线程的映射策略（M:N模型等）。 第六章：CPU调度算法与实现 调度器是决定系统性能的关键组件。本章全面梳理各种CPU调度算法，包括先到先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转（Round Robin）以及多级反馈队列（MLFQ）。重点剖析现代操作系统中采用的复杂调度策略，如完全公平调度器（CFS）的设计思想、时间片分配机制及其对实时性与吞吐量的影响。 第三部分：内存管理子系统 第七章：虚拟内存基础与分页机制 本章聚焦于虚拟内存（VM）如何为每个进程提供私有、连续的地址空间。详细阐述分页（Paging）的工作机制，包括页表（Page Table）的层次结构、页目录项（PTE）的结构，以及地址转换的硬件加速过程。讨论大页（Huge Pages）在减少TLB压力方面的作用。 第八章：内存分配与回收 内核需要高效地管理物理内存。本章分析物理内存的管理策略，包括伙伴系统（Buddy System）在管理连续内存块方面的优势和局限性。深入探讨内核空间和用户空间的动态内存分配器（如Slab分配器、kmalloc/vmalloc）的设计原理和分配粒度控制。 第九章：缺页中断处理与页面置换 当CPU访问的虚拟地址对应页不在物理内存中时，会触发缺页中断（Page Fault）。本章详细描绘内核处理缺页中断的完整流程，包括确定是合法访问还是非法访问，以及如何从二级存储（如交换分区或文件系统）中调入所需页面。系统性地介绍页面置换算法，如最近最少使用（LRU）的近似实现和工作集模型。 第四部分：并发控制与同步机制 第十章：并发访问冲突与同步原语 在多处理器和多核环境下，并发访问共享数据结构是系统稳定的最大挑战。本章介绍竞态条件（Race Conditions）的产生原因，并详细讲解用于解决这些问题的基本同步原语：互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）和条件变量（Condition Variables）的实现原理和使用场景。 第十一章：内核中的锁机制与死锁预防 内核自身的数据结构也需要保护。本章深入探讨内核专用的同步机制，如自旋锁（Spinlocks）在短时间临界区中的应用，以及读写锁（Read-Write Locks）的性能优势。着重分析多处理器环境下，如何保证锁的原子性和正确性，并讨论避免和检测死锁的策略。 第十二章：中断禁用与原子操作 在处理关键代码段时，禁用中断（Disabling Interrupts）是一种简单粗暴但高效的同步手段。本章分析中断禁用对系统性能和实时性的影响，并探讨更精细化的同步方法，如原子操作（Atomic Operations）在无锁编程中的地位，以及内存屏障（Memory Barriers）在保证指令重排正确性中的作用。 第五部分：I/O系统与设备驱动 第十三章：I/O子系统概览与设备管理 I/O是操作系统与外部世界的桥梁。本章介绍I/O架构的层次结构，从用户空间的库函数到内核I/O子系统，再到具体的设备驱动。阐述字符设备、块设备和网络设备的区别及其在内核中的表示方式。 第十四章：中断驱动与异步I/O 分析中断如何实现高效的异步I/O操作。详细描述中断处理程序的结构，包括顶半部（Top Half，快速、可重入部分）和底半部（Bottom Half，如软中断、Tasklets、工作队列）的设计模式，以避免长时间占用中断上下文。 第十五章：块设备I/O与文件系统接口 重点剖析块设备的缓冲机制，包括缓冲区缓存（Buffer Cache）和页缓存（Page Cache）的作用。阐述I/O调度器（如Deadline、CFQ等）如何优化磁盘访问顺序以提高吞吐量和公平性。最后，展示文件系统的VFS（Virtual File System）层如何提供统一的接口，屏蔽底层文件系统的差异性。 --- 本书的特点在于，不仅停留在概念介绍层面，而是深入到内核源代码级别的实现细节，通过对特定操作系统（如基于Linux内核的实际案例）的代码路径进行追踪分析，帮助读者构建一个扎实、可操作的操作系统内核认知框架。读者在阅读过程中，需具备C语言编程基础和对计算机体系结构的基本了解。

评分☆☆☆☆☆

书内容不错，就是翻译太太差了，读了让人难受 内容有点泛泛而谈，科普性的吧

评分☆☆☆☆☆

就不铺垫了，直接说问题吧。 这本书试图构建整个分布式系统的生态，但大部分的问题只是浅尝辄止，深入的论述仍然需要查看相关的论文。 总之，给人的感觉就像是给你打开了半扇门，门后的风景还要自己去探索。  

评分☆☆☆☆☆

CDK那本书太贵了，而且想买的时候正好网上没货，所以，买了这本。 好书与烂书、抄书的最大不同就是，逻辑性很强，来龙去脉都很清楚，深入浅出，读过之后就能大彻大悟的那种，这就是那种书。 但也有不足，老师的评价就是，看过之后懂了，还是不会具体设计。  

评分☆☆☆☆☆

翻译的很烂，各种翻译的名词令人费解，错误异常多，还有一些插图也有问题，好像还有插图漏掉的，出版社太不负责任了。 以上是针对翻译版。 内容总体来说还算可以吧，概念比较多，比较啰嗦，还有就是感觉举的例子说的都不咋的，对于那些对分布式系统没有一个总体概念的人可以...  

评分☆☆☆☆☆

坦尼鲍姆的书我永远不对味 而翻译本书的人有43个，所以这个质量就相当可观了。 如果确实想学，还是买英文版的吧。不过这位教授的书我始终受教不多。从他的网络到os再到这本书，基本上都读不进去。  

评分☆☆☆☆☆

这本书在技术细节的把握上也做得相当到位。虽然它是原理性的书籍，但并没有脱离实际应用。在讲解各种技术时，作者都会引用真实的案例，比如如何使用 ZooKeeper 来实现分布式协调，或者如何利用 Kafka 来构建高吞吐量的消息队列。这些案例不仅验证了理论的有效性，也为我们提供了宝贵的实践经验。我特别关注了书中关于“分布式缓存”和“分布式数据库”的章节。这两个领域是我目前工作中经常接触到的，也是分布式系统设计中非常关键的部分。这本书对这些主题进行了深入的探讨，不仅介绍了常见的缓存一致性策略，如 LRU、LFU 等，还详细讲解了分布式数据库的 ACID 属性如何在分布式环境下得以实现，以及常用的分布式数据库架构，如分片、复制等。这些内容为我优化当前的系统设计提供了很多有价值的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，第一眼吸引我的是那种深邃的蓝色，仿佛浩瀚的星空，又像是沉静的大海，让人立刻联想到分布式系统那复杂而广阔的领域。封面上“分布式系统原理与范型”几个字，字体选择得恰到好处，既有科技感又不失学术的厚重。我本身是一名软件工程师，工作中经常需要处理与分布式系统相关的挑战，比如数据一致性、高可用性、容错处理等等。一直以来，我都在寻找一本能够系统性地梳理这些概念，并且深入探讨其背后原理的图书。在翻阅这本书之前，我阅读过一些零散的技术文章和博客，但总感觉缺乏一个完整的知识体系，很多时候是知其然不知其所以然。当我在书店看到这本书时，我立刻被它的副标题所吸引——“范型”。我理解这不仅仅是讲解原理，更是希望能够从中提炼出解决分布式系统问题的通用方法论和设计思想，这对于我这样希望在技术上不断精进的开发者来说，无疑是极具价值的。我迫不及待地将它带回家，开始我的阅读之旅。这本书的作者，据我所知，在分布式系统领域有着非常深厚的造诣，其研究成果和工程实践都广受认可。因此，我对这本书的内容质量充满了期待，相信它能为我打开一扇新的大门，让我对分布式系统有更深刻、更全面的理解，从而在实际工作中游刃有余，解决更复杂的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书后，我做的第一件事就是翻阅目录。目录的设计非常清晰，将庞杂的分布式系统知识点按照逻辑顺序进行了划分，从最基础的概念，如分布式系统的定义、特征，到核心的共识算法，再到高级的架构模式和设计原则，都进行了详细的罗列。这种结构化的安排，让我在阅读之前就能对全书有一个宏观的认知，也方便我根据自己的需求选择性地阅读或深入研究某些章节。我尤其关注了关于“一致性模型”和“容错技术”的部分，这两点是我在实际工作中遇到的最大挑战。很多时候，我们需要在强一致性、最终一致性等模型之间做出权衡，而不同的权衡又会带来不同的复杂性。这本书对这些模型进行了深入的剖析，不仅解释了它们的理论基础，还通过丰富的案例说明了它们在实际系统中的应用和优缺点。同时，在容错技术方面，它详细讲解了各种故障类型，以及如何通过冗余、隔离、降级等策略来保证系统的可用性。这些内容对于构建健壮、可靠的分布式系统至关重要。我希望通过阅读这本书，能够掌握更多行之有效的容错手段，提升系统的鲁棒性。

评分☆☆☆☆☆

在我阅读这本书的过程中，我发现它有一个显著的特点，那就是对“权衡”的强调。分布式系统是一个充满妥协的领域，没有完美的解决方案，只有最适合特定场景的解决方案。这本书贯穿始终地在讨论各种权衡，比如一致性与可用性、延迟与吞吐量、复杂性与易用性等等。作者并没有简单地告诉你应该选择哪一种，而是详细分析了每种选择背后的得失，让读者能够根据自己的业务需求做出明智的决策。例如，在讨论“最终一致性”时，作者就清楚地阐述了它所带来的数据不一致的风险，以及如何通过各种机制来降低这种风险，比如版本号、向量时钟等。这种辩证的视角，让我对分布式系统的理解更加深刻，也让我学会了如何在复杂的环境中做出更理性的判断。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格也让我非常赞赏。它虽然是一本技术书籍，但并非枯燥乏味。作者的文字流畅、清晰，而且富有条理。即使是对于一些非常抽象的概念，作者也能用通俗易懂的语言进行解释。我特别欣赏作者在引入新概念时，总是会先从一个普遍存在的问题出发，然后层层剥离，引出解决方案。这种循序渐进的讲解方式，让我能够始终保持专注，并逐步理解复杂的技术细节。此外，书中穿插的图表也设计得非常精美，它们不仅能够帮助理解概念，还能起到画龙点睛的作用。总的来说，这本书的阅读体验非常好，让我能够在享受阅读的同时，不断提升自己的技术水平。

评分☆☆☆☆☆

从我的角度来看，这本书在提供理论知识的同时，也给予了开发者一种“思考模式”。分布式系统是一个高度抽象和逻辑化的领域，需要开发者具备严谨的逻辑思维和解决问题的能力。这本书在讲解过程中，通过大量的案例分析和对比，培养了读者的这种能力。例如，在讲解“服务发现”时，作者不仅介绍了客户端轮询、服务器推送等方式，还对比了它们的优缺点，并引导读者思考在不同场景下如何选择最合适的方案。这种引导式的教学方法，让我不仅仅是学习知识，更重要的是学会了如何去思考，如何去分析问题，从而能够独立地解决遇到的分布式系统相关的问题。

评分☆☆☆☆☆

我最喜欢这本书的另一个地方是它对“范型”的探讨。在分布式系统领域，我们经常会遇到一些反复出现的设计模式和解决方案，比如 CAP 定理、ACID 属性、 Paxos 和 Raft 等共识算法。这些“范型”就像是指导我们构建分布式系统的“骨架”，理解了它们，就能够触类旁通，灵活运用到各种不同的场景中。这本书并没有将这些范型仅仅作为知识点进行罗列，而是深入挖掘了它们背后的思想和哲学。例如，在讲解 CAP 定理时，作者不仅仅是解释了 C、A、P 各自的含义，更重要的是阐述了在分布式系统设计中，我们必须面对的取舍和权衡，以及如何根据业务需求选择最合适的模型。同样，对于 Paxos 和 Raft，作者不仅仅是给出了算法的描述，还花了大量的篇幅来解释它们是如何解决分布式一致性问题的，以及它们各自的优缺点和适用场景。这种深入的“范型”式讲解，让我受益匪浅，它让我能够从更抽象的层面去理解分布式系统，而不仅仅是停留在具体的实现细节上。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书为我提供了一个关于分布式系统的全面而深刻的视角。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，带领我一步步探索分布式系统的奥秘。我曾一度认为分布式系统是一个遥不可及、复杂难懂的领域，但在阅读了这本书之后，我发现虽然它充满挑战，但并非不可逾越。这本书让我对分布式系统有了更强的信心，也激发了我继续深入学习和实践的动力。对于任何想要在分布式系统领域有所建树的开发者来说，这本书都是一本不可多得的宝藏，它能够帮助你打下坚实的基础，并为你未来的职业发展指明方向。我非常期待这本书能够在我未来的职业生涯中发挥更大的作用，帮助我设计和构建更优秀的分布式系统。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的计算机科学图书，不仅要讲解“是什么”，更要解释“为什么”和“怎么做”。这本书在这方面做得非常出色。它在介绍每个概念时，都会先从分布式系统面临的实际问题出发，然后引出相关的理论和技术。例如，在讲解“分布式事务”时，作者并没有直接介绍两阶段提交或三阶段提交，而是先阐述了在分布式环境下，如何保证多个操作的原子性所带来的巨大挑战。这种由问题驱动的讲解方式，能够很好地引起读者的共鸣，并让他们深刻理解学习这些知识的重要性。此外，书中对各种算法和协议的讲解，也并非生硬的数学证明，而是结合了大量的图示和比喻，使得复杂的概念变得易于理解。我尤其喜欢作者在解释“共识算法”时，用到的“投票”和“领导者选举”等形象的比喻，这大大降低了理解门槛。

评分☆☆☆☆☆

这本书的一个突出优点在于其前瞻性。分布式系统领域发展迅速，新的技术和框架层出不穷。而这本书并没有仅仅停留在介绍当下流行的技术，而是更侧重于讲解那些能够穿越时间、支撑未来发展的“原理”和“范型”。例如，它对“分布式协调”的讲解，并非局限于某个具体的工具，而是深入到协调本身所面临的挑战，以及像 ZooKeeper、etcd 等工具是如何通过实现分布式锁、领导者选举等机制来解决这些挑战的。这种对底层原理的深入挖掘，让我能够更好地理解和适应未来不断出现的新技术。我相信，即使未来有新的分布式协调工具出现，这本书所讲解的原理依然是通用的。

评分☆☆☆☆☆

不详细

评分☆☆☆☆☆

不详细

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翻译的不好

评分☆☆☆☆☆

如果对翻译不满意，可以参考Coursera上伊利诺伊的C3课程。

评分☆☆☆☆☆

通俗易懂