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出版者:

作者:Smollin, Anne Bryan

出品人:

页数:123

译者:

出版时间:

价格:100.00 元

装帧:

isbn号码:9781893732988

丛书系列:

图书标签:

• 励志
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• 正能量
• 基督教

《代码匠心：从零构建高性能网络服务》 一、本书概览：深入理解现代网络架构的基石 《代码匠心：从零构建高性能网络服务》是一本面向资深开发者和系统架构师的深度技术专著。它摒弃了对主流框架的表面介绍，转而深入挖掘构建现代、高并发、低延迟网络服务背后的核心原理与工程实践。全书以一种自底向上的方式，引导读者理解从 TCP/IP 协议栈到应用层设计模式的每一个关键技术决策点。我们不满足于“如何使用”，而是聚焦于“为何如此设计”，力求让读者掌握设计出健壮、可扩展系统的底层逻辑。 本书的结构设计旨在模仿一个真实世界中系统从概念到上线的全过程，涵盖了网络编程的底层机制、并发控制的艺术、数据传输的优化，以及分布式系统面临的挑战。我们相信，真正的“匠心”体现在对每一个字节、每一次系统调用的精细控制上。 二、核心内容深度解析 第一部分：协议栈的微观世界与系统调用优化 本部分是全书的理论基石，我们将解构操作系统内核如何处理网络请求。 内核旁路与零拷贝技术剖析： 详细分析 `sendfile()`、`splice()` 等系统调用在减少数据在用户态和内核态之间拷贝上的作用。我们将通过对 Linux `epoll` 模型的深入研究，对比 `select` 和 `poll` 的局限性，阐释高并发模型下的事件驱动编程范式。这里不只是讲解 API 的用法，更会呈现内核中 I/O 环（I/O rings）的结构，以及如何通过优化 DMA 传输来提升吞吐量。 TCP 拥塞控制的演进与实践： 我们将跳出教科书式的介绍，重点分析 Cubic、BBR 等现代拥塞控制算法的内部逻辑和它们对高延迟网络环境的适应性。书中会提供实际的实验环境，展示如何通过调整 TCP 缓冲区大小、延迟确认（Delayed ACKs）策略以及 Nagle 算法的禁用，来微调网络服务的性能曲线。 高效序列化与反序列化的艺术： 传统的 JSON/XML 格式在高性能场景下显得力不从心。本章将深入比较 Google Protocol Buffers、FlatBuffers 以及 Apache Avro 的底层编码机制。我们将构建一个自定义的二进制协议，并利用汇编级别的内存操作，展示如何最大限度地减少序列化开销，尤其是在处理大量固定结构化数据流时。 第二部分：并发模型、内存布局与性能陷阱 构建高性能服务，必须对多线程环境下的内存访问模式有深刻的理解。 无锁数据结构的设计与实现： 摒弃传统的互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore），本书将重点教授如何使用原子操作（如 CAS 循环）来构建线程安全的并发队列、哈希表和栈。我们会详细分析 ABA 问题，并展示 RCU（Read-Copy-Update）等更高级别的并发控制机制在读多写少的场景下的应用优势。 CPU 缓存一致性与伪共享（False Sharing）： 这是影响现代多核应用性能的隐形杀手。我们将使用性能分析工具（如 `perf`）来监控 L1/L2/L3 缓存的命中率和失效情况。书中会给出具体的代码重构案例，通过填充缓存行（Cache Line Padding）来消除伪共享，确保线程在各自的 CPU 核心上高效运行。 内存分配器的性能调优： 默认的 `malloc`/`free`（如 glibc 的 `ptmalloc`）并非总是最佳选择。我们将对比 Jemalloc 和 TCMalloc 的内存管理策略，特别是在高分配/释放频率下的内部碎片和锁竞争问题。此外，还会探讨内存池（Memory Pool）在特定应用场景下的实现及其优势。 第三部分：构建可靠、可观测的分布式系统 当服务扩展到多台机器时，系统可靠性和可观测性成为新的挑战。 一致性协议的工程化选择： 深入探讨 Raft 协议的实际部署挑战，包括 Leader 选举的超时敏感性、日志复制的效率优化，以及如何处理网络分区下的状态机安全。对于更轻量级的场景，我们将对比 Paxos 和 Gossip 协议的适用性边界。 负载均衡与流量整形： 不仅仅是 L4/L7 负载均衡的介绍，本章会详细讨论基于服务网格（Service Mesh）的流量管理。我们将实现一个简化的服务发现机制，并讲解平滑升级（Canary Release）和蓝绿部署背后的流量权重分配算法。 分布式追踪与故障隔离： 引入 OpenTelemetry 标准，演示如何构建端到端的分布式追踪系统。重点在于如何设计高效的上下文传播机制，以及如何利用追踪数据来识别延迟的根源——是网络延迟、磁盘 I/O 还是锁竞争？此外，我们将讨论断路器（Circuit Breaker）和限流（Rate Limiting）模式如何构建系统的弹性边界。 三、面向读者 本书假定读者已经具备扎实的 C/C++ 或 Go 语言基础，对操作系统和计算机网络原理有基本的了解。它并非入门读物，而是为那些希望突破现有框架限制，深入底层挖掘系统潜能，从而设计出企业级、高可靠性、极致性能网络服务的专业人士量身打造。阅读本书将是一次对“如何高效地让计算机工作”的系统性重塑。 四、本书的独特价值 《代码匠心》的核心价值在于其“反黑箱”的哲学。我们提供的不是现成的 API 教程，而是构建这些 API 背后的思想和实现细节。通过大量的源代码分析、性能基准测试对比，以及对工业界实际故障案例的剖析，读者将获得一种将理论知识转化为工程实践的直觉和能力，真正做到“知其然，更知其所以然”。最终目标是培养出能够驾驭复杂分布式环境，并为之设计出优雅、高效解决方案的顶尖系统工程师。

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