具体描述
深入理解现代操作系统：并发与并行编程实践 书籍简介 本书并非专注于特定的操作系统API或某一特定厂商的编程模型，而是致力于构建一套关于现代操作系统中并发与并行编程的通用、深入且实用的理论框架与实践指导。我们旨在超越简单的同步原语介绍，深入剖析操作系统内核如何管理线程、进程间通信（IPC）的底层机制，以及如何在高负载环境下设计出健壮、高效且可扩展的并发程序。 第一部分：并发编程的基石与挑战 本部分将从计算机体系结构的视角出发，奠定理解并发编程的基础。我们将详细探讨现代CPU的缓存一致性模型（如MESI协议的实际影响）、指令乱序执行的原理，以及这些硬件特性如何直接影响我们在软件层面编写的并发代码的正确性与性能。 1. 处理器架构与内存模型： 深入解析多核处理器的工作方式，包括共享内存模型、伪共享（False Sharing）问题的成因与规避策略。我们将分析C++内存模型（C++11/17/20）与底层硬件模型之间的映射关系，理解`volatile`、`std::atomic`的真正含义及其性能开销。 2. 并发错误分析与调试： 竞态条件（Race Condition）并非仅仅是“忘记加锁”那么简单。我们将分类讨论数据竞争、死锁（Deadlock）、活锁（Livelock）和饥饿（Starvation）的复杂变体。重点介绍先进的调试技术，如利用硬件性能计数器进行锁竞争分析，以及使用静态分析工具检测潜在的并发缺陷。 3. 基础同步机制的原理与应用： 详细阐述互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、读写锁（Read-Write Lock）的内部实现原理（例如，它们如何利用原子操作和操作系统调度器）。我们将超越标准库调用，探讨如何根据场景选择最优的同步工具，例如在内核态和用户态使用不同类型的锁机制。 第二部分：高性能并发设计模式与算法 本部分聚焦于如何利用并发来提升应用程序的性能，并介绍一系列经过时间检验的高性能并发设计模式。 4. 无锁（Lock-Free）与等待无关（Wait-Free）编程： 这是实现极致性能的关键领域。我们将系统地介绍基于比较和交换（CAS）操作的算法设计，包括如何实现高效的无锁队列（如Michael & Scott队列的变体）、无锁栈以及更复杂的无锁数据结构。重点分析实现无锁结构时，如何保证ABA问题的正确处理，以及如何设计满足强内存模型保证的序列化方案。 5. 并发数据结构的优化与选择： 深入对比不同并发哈希表、跳表（Skip List）和B树的并发版本在不同线程数下的扩展性。我们将分析并发容器的粒度控制策略——何时应该使用细粒度锁，何时应该采用分区分片（Sharding）技术来减少竞争。 6. 任务调度与执行器框架： 不仅仅是创建线程。本部分介绍现代执行器（Executor）框架的设计哲学，包括工作窃取（Work-Stealing）调度器的原理及其在负载均衡中的优势。我们将探讨如何构建一个高效的异步任务图（Task Graph）处理器，以管理复杂的依赖关系和异构计算任务。 第三部分：现代编程模型与应用 本部分将技术视野扩展到更高级别的抽象和新兴的编程范式，确保读者能够适应快速发展的软件生态。 7. 响应式编程与事件驱动架构： 探讨如何使用响应式流（Reactive Streams）模型来处理高吞吐量的、异步的数据流。我们将分析Backpressure（背压）机制的必要性，以及如何在基于事件的系统中安全地整合并发操作，避免“回调地狱”引发的复杂度。 8. 内存分配器在并发中的角色： 探讨标准的`malloc`/`free`在多线程环境下的性能瓶颈。我们将深入剖析如jemalloc、tcmalloc等专为并发优化的内存分配器的设计思想，特别是它们如何通过线程本地缓存（Thread-Local Caching）来减少锁竞争，并讨论如何为特定应用场景定制内存分配策略。 9. 跨进程与跨机器的并发扩展： 将并发的概念扩展到分布式系统层面。我们将讨论序列化（Serialization）在IPC和网络通信中的关键作用，介绍诸如消息队列、分布式锁管理器（如基于Raft或Paxos）等用于跨系统协调的机制，并分析这些机制引入的延迟与一致性权衡。 面向读者： 本书适合已经掌握基本编程语言（如C++或Rust）和基础操作系统概念的软件工程师、系统架构师以及研究生。它要求读者具备扎实的底层知识，并渴望将并发理论转化为高效率、高可靠性的生产级代码。本书旨在提供的是一套普适的方法论，指导读者在任何现代操作系统环境下设计出卓越的并发解决方案。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
光盘挺有用，内容不多，都是干货。
评分光盘挺有用，内容不多，都是干货。
评分光盘挺有用，内容不多，都是干货。
评分光盘挺有用，内容不多，都是干货。
评分光盘挺有用，内容不多，都是干货。
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有