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出版者:人民邮电出版社

作者:张立科

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:2002-12

价格:32.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787115109569

丛书系列:

图书标签:

• 电脑组装
• 电脑硬件
• 故障排除
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• 维修
• 硬件维护
• 计算机
• 装机教程
• 电脑问题
• 技术指南

编程语言进阶：从基础到架构的深度探索 本书聚焦于现代软件开发的核心——编程语言的底层机制、高级特性与架构设计。 并非一本关于硬件或系统维护的指南，本书深入计算机科学的理论前沿，旨在为已经掌握至少一门主流编程语言（如Python, Java, C++或JavaScript）的开发者提供一个迈向精通的路线图。我们将重点剖析语言背后的哲学、性能瓶颈的优化策略，以及如何构建可扩展、高可靠性的软件系统。 --- 第一部分：语言的深层机制与运行时环境 本部分将剥离高级语法糖，直达编程语言的“心脏”，理解代码是如何被机器执行的。 第一章：编译与解释的艺术：从源代码到机器指令 本章将详细对比静态编译（如C/C++）与动态解释（如Python, Ruby）的实现原理。我们将探讨词法分析、语法分析、语义分析的完整流程，并介绍抽象语法树（AST）的构建与遍历。重点内容包括： 中间表示（IR）： LLVM等现代编译器基础设施如何利用SSA（静态单赋值）形式进行优化。 即时编译（JIT）： 深入V8引擎或JVM内部，解析JIT的工作原理，包括方法内联、逃逸分析和去优化（Deoptimization）策略。理解JIT如何实现动态语言的接近原生代码的性能。 字节码设计： 分析不同语言（如Java字节码、CPython字节码）的设计取舍，以及它们如何影响内存布局和执行效率。 第二章：内存管理与垃圾回收的精细调优 内存是性能的瓶颈，也是Bug的温床。本章不再停留在“什么是栈和堆”的基础知识，而是深入探讨现代运行时环境如何智能地管理内存。 手动内存管理的高级技巧（C/C++）： 智能指针（Smart Pointers）的实现细节、RAII（资源获取即初始化）模式在复杂资源（如文件句柄、网络连接）上的应用，以及内存池技术在高性能场景下的部署。 现代垃圾回收算法解析： 详述分代回收（Generational Collection）、并发和增量收集（Concurrent/Incremental GC）的原理。我们将对比Oracle HotSpot JVM中的ZGC/Shenandoah与Go语言的并发三色标记（Tri-color Mark-Sweep）算法，分析它们在延迟敏感型应用中的优劣。 内存屏障（Memory Barriers）： 在多核环境下，理解内存屏障如何确保缓存一致性，并分析其对应用程序可见的性能影响。 第三章：并发、并行与异步编程的范式转换 在多核时代，如何高效利用计算资源至关重要。本章系统梳理不同编程范式处理并发问题的哲学差异。 线程与进程的底层开销： 细致比较内核级线程、用户级线程（Fiber/协程）的调度机制与上下文切换成本。 Actor模型与CSP模型： 深入分析Erlang/Elixir中的Actor模型如何通过“隔离状态”实现故障容错，并对比Go语言Goroutine与Channel驱动的CSP（通信顺序进程）模型。 反应式编程（Reactive Programming）： 以RxJava/RxJS为例，剖析背压（Backpressure）机制如何管理数据流，避免事件风暴，并探讨其在构建响应式用户界面或流式数据管道中的应用。 --- 第二部分：类型系统、元编程与语言扩展 本部分着重于提升代码的表达力、安全性和可维护性，涉及类型论和代码生成技术。 第四章：静态类型系统的深度挖掘：从类型推导到依赖类型 对于强类型语言（如Rust, Haskell, TypeScript），类型系统是代码质量的基石。 代数数据类型（ADT）与模式匹配： 深入理解`Sum Types`（枚举）和`Product Types`（结构体）如何清晰地表达复杂数据结构，以及模式匹配的穷尽性检查如何消除运行时错误。 高阶类型与泛型编程： 探讨Haskell的Monad、Rust的Trait系统，以及Java/C++模板的编译时多态性。理解类型级别的编程如何将运行时逻辑提升到编译时验证。 类型级别的编程实践： 探索TypeScript的高级类型技巧，如条件类型、映射类型在构建可重用、类型安全库中的应用。 第五章：元编程与反射：让代码“编写代码” 元编程技术允许开发者在运行时或编译时操作代码结构，是构建DSL（领域特定语言）和框架的关键。 运行时反射的代价与价值： 分析Java/C反射机制的性能瓶颈，以及在序列化/反序列化中的核心作用。 宏（Macros）的威力： 比较Lisp家族的宏系统、Rust的过程宏与C++的模板元编程。重点解析宏如何扩展语言的语法，实现编译期代码生成，以消除样板代码。 注解（Annotations）与代码生成： 如何利用注解驱动代码生成工具（如Lombok, Dagger），实现依赖注入或运行时代码注入，及其对可维护性的权衡。 --- 第三部分：软件架构与高阶设计模式的实现 本部分将视角从单一语言特性提升到系统层面，关注如何用高级设计原则构建健壮的应用程序。 第六章：面向特定领域的架构设计 本章探讨超越传统MVC/分层架构的高级应用架构模式。 微服务通信模式： 深入对比同步RPC（如gRPC）与异步消息队列（如Kafka/RabbitMQ）的适用场景。重点分析分布式事务的解决方案，如Saga模式与两阶段提交（2PC）的权衡。 事件驱动架构（EDA）： 如何设计一个高吞吐量的事件总线，以及如何使用事件溯源（Event Sourcing）技术来保证系统状态的历史可追溯性。 六边形架构（端口与适配器）： 如何通过清晰的边界定义，确保核心业务逻辑与外部基础设施（数据库、UI、消息系统）的完全解耦，实现真正的技术选型灵活性。 第七章：测试、可观察性与复杂系统的韧性 构建复杂系统，其可测试性和可维护性必须在设计之初就纳入考量。 测试金字塔的高级应用： 不仅仅是单元测试，更要深入研究集成测试和端到端测试中如何使用Mocking/Stubbing框架来隔离外部依赖，以及如何编写可并行运行的测试套件。 混沌工程（Chaos Engineering）入门： 介绍如何主动注入故障（如网络延迟、服务崩溃），以验证系统的弹性设计，并讨论不可变基础设施的概念。 可观察性的三根支柱： 深入分析日志（Logging）、指标（Metrics，如Prometheus模型）和分布式追踪（Tracing，如OpenTelemetry）在定位微服务间延迟和错误根源中的作用，并探讨如何设计有效的采样策略。 --- 适用读者对象： 本书假定读者已具备扎实的计算机科学基础，熟悉数据结构、算法，并对某一主流编程语言的语法有熟练掌握。它适合有志于成为资深工程师、架构师，或希望深入理解软件底层运作机制的开发人员研读。本书将引导您从“会写代码”跨越到“设计系统”。

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