具体描述
《Linux® 编程：从入门到精通》 内容简介 本书并非一本关于 Linux® 操作系统本身操作手册，也不是一本关于 Linux® 命令行工具的详尽列表。相反，它是一本专注于教授如何使用 Linux® 平台进行软件开发的综合性指南。本书旨在为那些希望深入了解 Linux® 系统底层机制，并能利用这些知识来构建高效、稳定、性能优越的应用程序的开发者提供坚实的基础和实用的技巧。 我们不会花费篇幅去介绍如何安装 Linux®，或者如何使用 `ls`、`cd`、`grep` 等基本命令。这些内容在其他地方触手可及，并且与本书的核心主题——“编程”——关联性不强。同样，本书也不会涉及 Linux® 的网络配置、服务器管理、或者桌面环境的定制。这些领域虽然重要，但属于系统管理和运维的范畴，与软件开发者的核心任务有所区别。 本书的重心在于如何与 Linux® 内核进行交互，如何利用其提供的丰富API来编写程序，以及如何理解程序在 Linux® 环境下的运行机制。我们将从最基本的概念入手，逐步深入到 Linux® 系统的核心编程接口。 第一部分：基础与环境搭建 在深入编程之前，我们会简要介绍 Linux® 编程所必需的基本概念。这包括： 开发环境的配置： 虽然不介绍安装 Linux®，但我们会指导读者如何搭建一个高效的 Linux® 开发环境，包括必要的编译器（如 GCC）、调试器（如 GDB）以及其他辅助工具的安装和配置。 C 语言在 Linux® 中的地位： C 语言是 Linux® 系统和大部分应用程序的基石。我们将回顾 C 语言的关键特性，并重点讲解其在 Linux® 编程中的应用，例如内存管理、指针的使用以及与系统调用的结合。 第二部分：系统调用与进程管理 这是本书的核心内容之一。我们将详细讲解 Linux® 系统调用的概念，以及如何通过它们来控制和管理进程。 系统调用概述： 解释什么是系统调用，它为何是用户空间程序与内核通信的桥梁。 文件 I/O 系统调用： 深入讲解 `open`、`read`、`write`、`close`、`lseek` 等函数，演示如何进行高效的文件读写操作，并讨论缓冲区、文件描述符等概念。 进程创建与管理： 详细介绍 `fork()`、`exec()` 系列函数、`wait()`、`exit()` 等，理解进程的生命周期，以及如何创建和管理子进程。 信号处理： 讲解信号的概念，如何使用 `signal()`、`sigaction()` 等函数来捕获和处理各种系统信号，从而提高程序的健壮性。 进程间通信 (IPC)： 探讨管道（pipe）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）、信号量（semaphore）等多种 IPC 机制，以及它们在不同场景下的应用。 第三部分：内存管理与线程 理解 Linux® 的内存管理模型对于编写高效的程序至关重要。 内存映射： 讲解 `mmap()` 函数，它如何将文件映射到内存，以及如何利用它实现更灵活的内存操作。 堆与栈： 回顾 C 语言中的堆栈概念，并结合 Linux® 的内存模型进行深入分析。 多线程编程： 引入 POSIX 线程 (pthreads) 库，讲解线程的创建、同步（互斥锁、条件变量）和销毁，以及如何编写并发程序。 第四部分：网络编程 Linux® 是一个强大的网络平台，本书将教会读者如何利用其进行网络通信。 套接字 (Socket) 编程基础： 介绍套接字的原理，以及如何使用 `socket()`、`bind()`、`listen()`、`accept()`、`connect()`、`send()`、`recv()` 等函数来构建客户端和服务器。 TCP/IP 协议栈： 简要回顾 TCP 和 UDP 的基本工作原理，并结合套接字编程进行演示。 更高级的网络模型： 探讨阻塞与非阻塞 I/O、事件驱动 I/O 模型（如 select、poll、epoll）等，以构建高性能的网络应用程序。 第五部分：高级主题与最佳实践 在掌握了基础和核心编程概念后，我们将探讨一些更高级的主题和实用的编程技巧。 库的编写与使用： 讲解如何创建和使用静态库 (.a) 和动态库 (.so)，以及动态链接的原理。 正则表达式： 学习如何使用 POSIX 正则表达式库进行强大的文本匹配和处理。 内存调试： 介绍 Valgrind 等工具，帮助开发者发现内存泄漏、越界访问等常见错误。 性能优化： 提供一些关于提高程序性能的通用建议和 Linux® 特有的优化技巧。 代码规范与可维护性： 强调编写清晰、可读、易于维护的代码的重要性。 本书的特点： 注重实践： 每一章节都配有大量的代码示例，这些示例均在 Linux® 环境下经过实际测试，可以直接运行并进行修改。 由浅入深： 从最基础的系统调用概念讲起，逐步深入到复杂的网络编程和并发模型。 概念清晰： 专注于解释 Linux® 编程背后的原理和机制，而非仅仅罗列函数和 API。 面向开发者： 旨在培养开发者的独立解决问题的能力，使其能够自信地在 Linux® 平台上进行软件开发。 《Linux® 编程：从入门到精通》将帮助您成为一名真正理解 Linux® 内核，并能高效利用其强大功能的软件工程师。无论您是初学者还是有一定经验的开发者，本书都将是您在 Linux® 编程道路上不可或缺的良师益友。
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