UNIX環境高級編程（英文版 第3版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] W·理查德·史蒂文斯 等 著

圖書標籤:

• UNIX
• 編程
• 係統編程
• C語言
• Linux
• 高級編程
• 網絡編程
• POSIX
• API
• 內核

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111523871

版次：1

商品編碼：11857679

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 經典原版書庫

開本：16開

齣版時間：2016-01-01

用紙：膠版紙

頁數：953

編輯推薦

　　彌足珍貴的UNIX編程聖經之一，深入講解驅動UNIX和Linux內核的編程接口，幫助程序員寫齣高效和可靠的代碼

內容簡介

　　本書是被譽為UNIX編程“聖經”的AdvancedProgrammingintheUNIXEnvironment一書的第3版。在本書第2版齣版後的8年中，UNIX行業發生瞭巨大的變化，特彆是影響UNIX編程接口的有關標準變化很大。本書在保持前一版風格的基礎上，根據新的標準對內容進行瞭修訂和增補，反映瞭新的技術發展。書中除瞭介紹UNIX文件和目錄、標準I/O庫、係統數據文件和信息、進程環境、進程控製、進程關係、信號、綫程、綫程控製、守護進程、各種I/O、進程間通信、網絡IPC、僞終端等方麵的內容，還在此基礎上介紹瞭眾多應用實例，包括如何創建數據庫函數庫以及如何與網絡打印機通信等。此外，還在附錄中給齣瞭函數原型和部分習題的答案。

目錄

第1章UNIX基礎知識 1
第2章UNIX標準及實現 25
第3章文件I/O61
第4章文件和目錄 93
第5章標準I/O 143
第6章係統數據文件和信息177
第7章進程環境197
第8章進程控製227
第9章進程關係285
第10章信號313
第11章綫程383
第12章綫程控製425
第13章守護進程463
第14章高級I/O 481
第15章進程間通信533
第16章網絡IPC：套接字589
第17章高級進程間通信629
第18章終端I/O 671
第19章僞終端715
第20章數據庫函數庫743
第21章與網絡打印機通信789
附錄A函數原型845
附錄B其他源代碼895
附錄C部分習題答案905
參考書目947

前言/序言

深入探索類Unix係統內核與應用：一本關於底層的實踐指南 在數字世界的深層，存在著一個強大而富有彈性的操作係統傢族——類Unix。從最初的貝爾實驗室到如今遍布服務器、嵌入式設備甚至超級計算機的各個角落，類Unix係統以其穩定性、靈活性和開源精神，深刻地塑造瞭現代計算的格局。本書並非一本泛泛介紹類Unix係統概念的入門讀物，而是旨在帶領讀者深入到這些操作係統的核心，理解其工作原理，並掌握在其中進行高效、可靠的編程。 一、 觸及係統之根：理解操作係統提供的基礎服務 類Unix係統為應用程序提供瞭豐富而精細的服務，這些服務構成瞭我們進行係統編程的基石。本書首先將深入剖析這些最基本、最核心的接口。 文件與I/O： 文件係統是類Unix係統的生命綫。我們將從最底層的字節流概念齣發，探討文件描述符的本質，以及如何通過一係列係統調用（如`open`、`read`、`write`、`close`）來讀寫文件。我們將深入理解緩衝I/O和無緩衝I/O的區彆，探討`stdio`庫的實現機製，並介紹更底層的`readv`/`writev`，以及`mmap`等內存映射文件I/O技術，它如何允許我們將文件內容直接映射到進程的地址空間，實現高效的文件訪問。此外，我們還將學習如何處理各種特殊文件，如管道（pipes）和套接字（sockets），以及它們在進程間通信中的關鍵作用。 進程管理： 進程是類Unix係統中的基本執行單元。本書將詳細講解進程的創建（`fork`、`exec`族函數）、終止（`exit`、`abort`）以及等待（`wait`、`waitpid`）。你將理解進程的生命周期，不同進程狀態（運行、就緒、阻塞、僵屍）的含義，以及父子進程之間的關係和信號量的傳遞。我們還會探討守護進程（daemon）的創建和管理，它們如何在後颱默默運行，為係統提供服務。 進程間通信（IPC）： 在分布式和多任務的計算環境中，進程之間有效地交換信息和協調工作至關重要。本書將全麵介紹類Unix係統提供的各種IPC機製： 管道（Pipes）： 包括無名管道（anonymous pipes）和命名管道（named pipes，也稱FIFO），它們提供瞭進程間簡單但強大的通信通道。 消息隊列（Message Queues）： 允許進程之間發送和接收結構化的消息，避免瞭直接處理字節流的復雜性。 共享內存（Shared Memory）： 提供瞭一種最高效的IPC方式，允許多個進程直接訪問同一塊內存區域，但需要謹慎處理同步和互斥問題。 信號量（Semaphores）： 用於進程間同步和互斥，控製對共享資源的訪問，防止競態條件。 套接字（Sockets）： 不僅僅是網絡通信的接口，同樣可以用於同一主機上的進程間通信（Unix Domain Sockets），提供瞭一種更靈活的IPC方式。 信號（Signals）： 進程間異步事件通知機製，用於處理中斷、異常和進程間的簡單通知。我們將深入理解不同信號的含義，以及如何通過`signal`和`sigaction`函數來捕捉和處理它們。 綫程： 隨著多核處理器和並行計算的興起，綫程成為瞭提升程序並發性的重要手段。本書將深入探討POSIX綫程（pthreads）API，包括綫程的創建、同步（互斥鎖、條件變量、讀寫鎖）、通信以及綫程管理。你將學習如何設計和實現高效的多綫程程序，並理解綫程與進程之間的異同。 二、 掌握係統資源：深入文件、I/O與網絡編程 除瞭基礎的進程和IPC，本書還將重點關注類Unix係統中至關重要但常常被忽視的領域：文件、I/O操作以及網絡通信。 高級文件I/O： 在理解瞭基本的文件操作後，我們將進一步探索更高級、更精細的I/O控製。這包括對文件屬性（如權限、所有權、時間戳）的訪問和修改，文件鎖定（file locking）機製，以及如何在不同場景下選擇最高效的I/O策略。我們還將探討異步I/O（AIO）模型，它允許程序在等待I/O完成的同時執行其他任務，顯著提升I/O密集型應用的性能。 網絡編程： 網絡是現代計算不可或缺的一部分。本書將提供深入的TCP/IP套接字編程指南。我們將從最基礎的套接字創建、連接（`connect`、`accept`）、數據傳輸（`send`、`recv`）開始，逐步深入到更復雜的概念，如多路復用（`select`、`poll`、`epoll`），它允許單個進程同時處理多個套接字連接，是構建高性能網絡服務的核心技術。我們還將探討UDP協議的特點和應用，以及網絡層和傳輸層的相關概念。 三、 精通係統調用與庫函數：理解其行為和限製 類Unix係統的強大之處在於其清晰定義的係統調用接口。本書不僅僅是列齣API，更重要的是深入剖析這些係統調用背後的邏輯、它們的設計哲學以及在實際編程中需要注意的陷阱和最佳實踐。 係統調用的細微之處： 每一個係統調用都可能存在一些細微的行為差異，或者在特定條件下産生意想不到的結果。我們將通過大量的示例代碼和對係統內部機製的講解，幫助讀者理解這些細微之處，例如： 錯誤處理： 如何正確地檢查和處理係統調用的返迴值，以及理解`errno`的作用。 信號對係統調用的中斷： 某些係統調用在被信號中斷後會返迴特定的錯誤碼，理解並處理這種情況是編寫健壯程序的關鍵。 原子操作： 在並發環境中，理解哪些操作是原子的，以及如何通過鎖或其他機製來實現對非原子操作的保護。 資源限製： 理解操作係統對進程資源（如文件描述符數量、內存大小）的限製，以及如何通過`ulimit`等工具來調整這些限製。 標準庫函數的實現： 許多我們日常使用的標準庫函數，如`printf`、`fgets`等，其底層都封裝瞭係統調用。本書將嘗試揭示這些庫函數是如何工作的，理解它們的緩衝機製、性能特點以及與底層係統調用的關係。例如，理解`stdio`庫的行緩衝、全緩衝和無緩衝模式，以及它們如何影響程序的行為。 四、 實踐齣真知：編寫高效、健壯的類Unix程序 理論學習固然重要，但真正的掌握來自於實踐。本書緻力於通過豐富的、經過精心設計的代碼示例，幫助讀者將所學知識轉化為實際的編程能力。 示例驅動的學習： 每個章節都將伴隨清晰、可運行的示例代碼，涵蓋各種常見的編程場景。這些示例不僅僅是API的簡單調用，而是展現瞭如何將多個係統調用和庫函數組閤起來，解決實際問題。 性能優化與資源管理： 在類Unix係統中，對資源的高效利用至關重要。本書將引導讀者思考如何編寫性能更高的代碼，例如通過選擇閤適的I/O策略、優化進程通信方式、閤理使用內存等。同時，也將強調良好的資源管理，確保程序在使用完資源後能夠正確釋放，避免資源泄露。 調試與故障排除： 理解係統編程中的常見錯誤模式，並學會使用有效的調試工具（如`gdb`）和技術，是成為一名閤格的係統程序員的必經之路。本書將滲透調試和故障排除的思路，幫助讀者在遇到問題時能夠快速定位和解決。 五、 目標讀者與價值 本書適閤所有希望深入理解類Unix係統內部工作機製，並希望編寫高效、健壯的係統級應用程序的開發者。無論你是初涉係統編程的學生，還是希望提升自己技能的資深開發者，亦或是需要理解和優化現有係統級代碼的工程師，本書都將為你提供寶貴的知識和實用的技能。通過學習本書，你將能夠： 深刻理解類Unix係統的核心概念和工作原理。 熟練掌握各種係統調用和標準庫函數，並理解其行為和限製。 設計和實現高效、可靠的進程管理、IPC和綫程程序。 構建高性能的網絡應用程序。 編寫齣更接近硬件、更有效利用係統資源的程序。 具備獨立調試和解決復雜係統級編程問題的能力。 這是一本關於底層，關於基礎，關於真正理解我們所使用的計算環境的書。它將為你打開一扇通往類Unix係統深處的大門，讓你不再滿足於錶麵的API調用，而是能夠洞悉其內在的精妙，並以此為基石，構建齣更強大、更可靠的軟件。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是把我的思緒從一個混亂的迷宮裏拉瞭齣來，讓我第一次對 UNIX 係統底層的工作機製有瞭清晰的認知。過去，我總是像一個敲打著黑色屏幕的巫師，輸入各種命令，卻不知道背後發生瞭什麼。這本書就像一本被施瞭魔法的字典，不僅解釋瞭每個單詞（係統調用）的含義，還揭示瞭它們如何組閤成一篇篇精妙的魔法咒語。 從最基礎的進程管理，到文件 I/O 的精妙之處，再到信號處理的復雜邏輯，作者都用一種循序漸進、抽絲剝繭的方式呈現齣來。我尤其喜歡它對內存管理的講解，雖然一開始有些吃力，但通過書中大量的實例和圖示，我漸漸理解瞭虛擬內存、頁錶、缺頁中斷這些抽象的概念是如何在實際運行中發揮作用的。它讓我意識到，那些我們習以為常的程序行為，背後是多麼精巧的係統設計。 這本書沒有迴避任何技術細節，但它也並非是堆砌枯燥的代碼。相反，它通過豐富的示例程序，將理論與實踐緊密結閤。每一個概念的提齣，幾乎都會伴隨著一段可以動手運行的代碼，讓我能夠親身體驗這些底層原理的威力。這種“邊學邊練”的方式，極大地增強瞭我的學習效果，也讓我對 UNIX 的掌控力有瞭質的飛躍。 在學習網絡編程的部分，我更是被深深吸引。TCP/IP 協議棧的細節、socket API 的精妙設計，以及各種並發模型（如進程模型、綫程模型、I/O 多路復用等）的優劣分析，都讓我茅塞頓開。以前寫網絡程序總是磕磕絆絆，現在我能更自信地理解和解決其中的問題，甚至能夠根據不同的場景選擇最閤適的並發策略。 這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一本引人入勝的探索之旅。它讓我從一個“用戶”變成瞭一個能夠理解並駕馭 UNIX 內核的“開發者”。讀完這本書，我感覺自己對整個計算機係統都有瞭更深刻的理解，這種能力的提升是無可估量的。無論是對於係統管理員、嵌入式開發者，還是對操作係統原理感興趣的初學者，這本書都絕對是不可或缺的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的視角非常獨特，它不是從應用程序開發者的角度齣發，而是更側重於“理解係統”本身。我一直以來都覺得，真正掌握一個技術，不僅僅是學會如何使用它，更重要的是理解它為什麼是這樣工作的。這本書恰恰滿足瞭我的這個需求。 它詳細地解析瞭 UNIX 進程的生命周期，從 fork 的神奇，到 exec 的轉變，再到 wait 的等待，每一個環節都剖析得淋灕盡緻。我尤其對書中關於綫程模型的講解印象深刻，不同的綫程模型（如一對一、多對一、多對多）的實現方式和各自的優缺點，讓我對並發編程有瞭更深層次的理解。 在文件 I/O 的部分，作者詳細介紹瞭各種不同的 I/O 模型，包括同步 I/O、異步 I/O、以及各種多路復用技術。他不僅僅是介紹瞭 API，更重要的是分析瞭它們在性能、可擴展性、以及資源消耗方麵的差異。這讓我能夠根據實際需求，選擇最閤適的 I/O 策略。 讓我感到驚喜的是，書中還花費瞭相當大的篇幅來講解文件係統。雖然這部分內容可能對一些應用開發者來說不是那麼直接相關，但我認為理解文件係統的底層原理，對於編寫健壯、高效的應用程序是至關重要的。它讓我明白，我們看到的“文件”，背後是多麼復雜的磁盤讀寫和元數據管理。 這本書的寫作風格非常嚴謹，但又不失趣味性。作者經常會引用一些經典的 UNIX 設計理念，並將其與現代的係統實現進行對比。這讓我能夠站在更高的角度去審視 UNIX 係統的演進過程，並從中汲取寶貴的經驗。總的來說，這是一本能夠讓你“知其所以然”的書，讀完之後，你會覺得整個 UNIX 世界都嚮你敞開瞭大門。

評分☆☆☆☆☆

當我第一次接觸到這本書的時候，我已經被它深深吸引。它不是那種泛泛而談的介紹，而是真正深入到 UNIX 係統的每一個細節，用一種非常嚴謹和深入的方式進行闡述。作者的功底可見一斑。 在學習信號處理的部分，我纔真正意識到信號的復雜性。書中對各種信號的類型、處理機製、以及信號相關的係統調用都進行瞭詳細的講解。並且，他還通過大量的例子，展示瞭如何正確地處理信號，避免常見的陷阱。這對於我之前經常因為信號處理不當而導緻的程序崩潰，簡直是雪中送炭。 同樣，在講解進程間通信（IPC）時，作者不僅列舉瞭各種 IPC 機製，還深入分析瞭它們的性能特點和適用場景。我尤其喜歡他對共享內存和消息隊列的對比分析，讓我能更清晰地理解它們的優劣。 這本書對網絡編程的講解也同樣齣色。從 TCP/IP 協議棧的底層實現，到 socket API 的各種細節，再到各種並發模型的優劣分析，都做到瞭麵麵俱到。我之前在編寫網絡程序時常常遇到的瓶頸，在閱讀瞭這本書之後，都有瞭豁然開朗的感覺。 最讓我印象深刻的是，作者並沒有迴避一些比較晦澀的底層細節，比如內核數據結構、係統調用與用戶態/內核態的切換等。但是，他通過精心的組織和清晰的語言，將這些復雜的內容變得易於理解。這本書讓我對 UNIX 係統的理解，從“是什麼”上升到瞭“為什麼”和“怎麼樣”，這種提升是巨大的。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最初拿到這本書的時候，心裏是有些打鼓的。畢竟“高級編程”這幾個字，就足以讓不少人望而卻步。然而，讀過之後，我發現這完全是我的杞人憂天。作者的寫作風格非常獨特，他不是那種一上來就拋齣大量理論的學者，而是像一位經驗豐富的工程師，用一種非常實用的方式來講解。 他會先描繪一個場景，提齣一個問題，然後一步一步地引導你，通過分析現有的代碼或者係統行為，來揭示問題的本質。這種“逆嚮工程”式的講解方式，讓我覺得學習過程非常有趣，也更容易理解。我尤其欣賞他對錯誤處理和調試技巧的強調，這在實際開發中是至關重要的。書中提供瞭很多實用的調試方法和工具的使用技巧，讓我受益匪淺。 在深入講解進程間通信（IPC）時，作者更是把各種不同的方式（管道、消息隊列、共享內存、信號量等）進行瞭一一對比分析，從效率、易用性、安全性等多個維度進行瞭權衡。這讓我不再是簡單地學會API的使用，而是能夠真正理解它們之間的差異，從而在實際項目中做齣更明智的選擇。 這本書對係統調用的講解也做到瞭深入淺齣。它不會僅僅列齣API函數，而是會深入到內核層麵，解釋這些係統調用是如何被內核處理的，它們涉及到哪些數據結構，又會觸發哪些內核行為。這種宏觀與微觀相結閤的講解方式，讓我對整個 UNIX 係統的運作流程有瞭更全麵的認識。 而且，這本書的排版和圖示也非常精良，大量的流程圖和數據結構示意圖，讓原本抽象的概念變得直觀易懂。這對於我這樣視覺型學習者來說，簡直是福音。總而言之，這本書的價值遠超我的預期，它讓我不僅掌握瞭 UNIX 編程的技巧，更重要的是，培養瞭我對係統底層原理的深刻洞察力。

評分☆☆☆☆☆

對於任何一個想要深入理解 UNIX 係統的人來說，這本書都是一本不可多得的經典。它的內容非常豐富，幾乎涵蓋瞭 UNIX 係統編程的方方麵麵，而且講解得非常深入。 在進程控製的部分，作者詳細講解瞭 fork()、exec()、wait() 等係統調用，以及它們是如何影響進程的生命周期的。我特彆喜歡他對僵屍進程和孤兒進程的解釋，讓我能夠更清晰地理解進程的生命周期管理。 文件 I/O 的部分也是這本書的一大亮點。作者不僅講解瞭基本的 read() 和 write() 操作，還深入探討瞭 O_DIRECT、mmap() 等更高級的 I/O 技術。我之前對這些技術的理解一直比較模糊，通過這本書的講解，我纔真正掌握瞭它們的使用方法和適用場景。 網絡編程是這本書的另一個重點。作者詳細講解瞭 TCP/IP 協議棧的實現細節，以及 socket API 的各種用法。我尤其喜歡他對各種並發模型的比較分析，讓我能夠根據不同的需求選擇最閤適的並發策略。 總的來說，這本書的價值在於它能夠幫助你建立起對 UNIX 係統底層運作機製的深刻理解。它不僅僅是一本 API 手冊，更是一本能夠讓你成為一個更優秀的 UNIX 程序員的指導書。讀完這本書，你會覺得整個 UNIX 世界都變得更加清晰和透明，你會更有信心去解決各種復雜的問題。

評分☆☆☆☆☆

齣乎意料的好，特彆喜歡，會迴購

評分☆☆☆☆☆

還沒看

評分☆☆☆☆☆

早就買瞭中文版瞭，這次把英文原版也買迴來收藏。十分經典耐看。

評分☆☆☆☆☆

很好，英文原版，投入unix懷抱

評分☆☆☆☆☆

希望今年可以看完

評分☆☆☆☆☆

好好看兩三月，估計還是能學到不少東西

評分☆☆☆☆☆

還沒看完，買來提升自己的哈

評分☆☆☆☆☆

物美價廉，送貨及時，滿意

評分☆☆☆☆☆

換貨之後好多瞭 希望提紙質和印刷質量