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Pavel Yosifovich & Mar... 著

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• 底层原理

店铺： 澜瑞外文Lanree图书专营店

出版社： Microsoft Press

ISBN：9780735684188

商品编码：12510177028

包装：平装

外文名称：Windows Internals, Par...

出版时间：2017-05-05

页数：800

正文语种：英语

图书基本信息

Windows Internals, Part 1: System Architecture, Processes, Threads, Memory Management, and More
作者： Pavel Yosifovich;Mark E. Russinovich;David A. Solomon;
ISBN13： 9780735684188
类型： 平装(简装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 2017-05-05
出版社： Microsoft Press
页数： 800
重量（克）： 1224
尺寸： 22.606 x 18.796 x 4.064 cm

商品简介

The definitive guide-fully updated for Windows 10 and Windows Server 2016 Delve inside Windows architecture and internals, and see how core components work behind the scenes. Led by a team of internals experts, this classic guide has been fully updated for Windows 10 and Windows Server 2016. Whether you are a developer or an IT professional, you'll get critical, insider perspectives on how Windows operates. And through hands-on experiments, you'll experience its internal behavior firsthand-knowledge you can apply to improve application design, debugging, system performance, and support. This book will help you: - Understand the Window system architecture and its most important entities, such as processes and threads - Examine how processes manage resources and threads scheduled for execution inside processes - Observe how Windows manages virtual and physical memory - Dig into the Windows I/O system and see how device drivers work and integrate with the rest of the system - Go inside the Windows security model to see how it manages access, auditing, and authorization, and learn about the new mechanisms in Windows 10 and Server 2016

《深度解析Linux内核：从硬件到应用的用户空间交互》 图书简介 在现代计算领域，操作系统是连接硬件与应用程序的桥梁。而Linux，作为全球最流行、应用最广泛的开源操作系统内核之一，其内部机制的精妙与复杂性吸引了无数系统工程师、驱动开发者和高级系统程序员的目光。本书《深度解析Linux内核：从硬件到应用的用户空间交互》，旨在为读者提供一个全面、深入且实战导向的视角，剖析Linux内核从最底层的硬件抽象层（HAL）到上层应用程序接口（API）的完整工作流程和核心设计哲学。 本书的写作风格侧重于清晰的逻辑结构、详尽的代码级解释以及与实际应用场景的紧密结合，力求让读者不仅知其“然”，更能明其“所以然”。我们摒弃了过于宏观的概述，而是扎根于Linux内核的源代码实现细节，特别是近年来稳定版内核（如5.x及以上版本）的关键数据结构和算法。 第一部分：内核的基石——启动、内存与中断管理 本部分是理解Linux内核运行环境的基础。我们将详细描绘系统启动序列，从引导加载程序（Bootloader，如GRUB）如何将控制权移交给内核，到内核如何自我初始化，建立起第一个进程`init`。 1.1 启动与初始化： 深入探讨BIOS/UEFI与引导程序的协同工作，内核映像的解压与加载，以及`start_kernel()`函数内部的执行路径。重点解析页表（Paging）的建立，这是内存管理工作得以展开的前提。 1.2 内存管理（MM）： 这是内核中最复杂、最关键的模块之一。我们将彻底拆解Linux的虚拟内存（VM）系统。 物理内存管理： 详细阐述伙伴系统（Buddy System）如何分配和回收物理页框，以及区域（Zone）的概念如何适应不同硬件内存的限制（如DMA限制）。 虚拟内存结构： 剖析进程地址空间布局（VMA，Virtual Memory Areas），以及内核如何通过页表项（PTE）将虚拟地址映射到物理地址。 内存回收与置换： 深入探讨LRU（Least Recently Used）列表在页面缓存和活动/非活动列表中的作用，以及OOM Killer（Out-of-Memory Killer）的触发机制和评分算法，这对于系统稳定性至关重要。 1.3 中断与异常处理： 处理器如何响应外部事件和内部错误。我们会分析中断描述符表（IDT）的设置，中断控制器（如APIC）的编程，以及内核如何通过中断上下文安全地处理这些高优先级事件，并区分软中断（Softirqs）和任务队列（Tasklets）的调度机制。 第二部分：进程与调度——系统资源的仲裁者 现代操作系统的核心功能是并发和资源共享。本部分聚焦于Linux如何管理进程的生命周期和CPU时间片的分配。 2.1 进程与线程管理： 深入理解Linux中进程（Task）与线程的统一模型。解析`task_struct`结构体的每一个关键字段，及其在内核中如何代表一个执行单元。探讨进程的创建（`fork`, `vfork`, `clone`）和终止过程中的资源回收。 2.2 调度器深度剖析： 我们将聚焦于完全公平调度器（CFS, Completely Fair Scheduler）。 CFS核心原理： 详细解析虚拟运行时间（vruntime）的概念，以及红黑树（Red-Black Tree）在存储和检索可运行进程中的高效应用。 调度类（Scheduling Classes）： 区分实时调度策略（SCHED_FIFO, SCHED_RR）与普通调度策略，以及它们如何在高低优先级任务间切换。 负载均衡（Load Balancing）： 探讨多核系统下，内核如何通过周期性任务在CPU之间迁移进程以优化整体吞吐量。 2.3 上下文切换（Context Switching）： 详细剖析一次完整的上下文切换过程，包括寄存器保存、页表切换以及TLB（Translation Lookaside Buffer）的维护策略，这是理解系统性能瓶颈的关键。 第三部分：系统调用与I/O子系统 用户空间程序与内核的交互主要通过系统调用（Syscalls）完成。本部分将桥接用户态和内核态的鸿沟，并详解数据传输的路径。 3.1 系统调用机制： 从用户态指令（如`syscall`或`int 0x80`）触发到内核入口的整个流程。分析系统调用表的查找、参数传递的约定，以及返回用户空间的机制。我们会对比x86_64架构下的系统调用实现与传统机制的差异。 3.2 文件系统接口（VFS）： 虚拟文件系统层（VFS）是Linux支持多种文件系统的关键抽象。 核心结构： 深入讲解`superblock`, `inode`, `dentry`, 和`file`结构体之间的关系。 操作集（Operations）： 分析内核如何通过动态查找对应的文件系统实现（如ext4, XFS）来执行通用的VFS操作（如`open`, `read`, `write`）。 3.3 块设备I/O与存储栈： 数据如何从用户空间最终写入物理介质。 I/O调度器： 探讨CFQ, Deadline, Noop以及新的MQ（Multi-Queue Block Layer）架构如何优化磁盘访问顺序。 Bio结构与请求队列： 描述数据请求（Bio）如何在内核中被组织和传递给特定的块设备驱动程序。 第四部分：进程间通信（IPC）与同步机制 高效的并发程序需要可靠的通信和同步手段。本部分将详尽介绍Linux提供的各种IPC机制及其内核实现。 4.1 传统与现代IPC： 对System V IPC（共享内存、消息队列、信号量）进行概述，并重点分析POSIX IPC的实现细节。 4.2 信号量与锁机制： 这是内核并发控制的生命线。 原子操作与内存屏障： 解释底层硬件如何保证操作的原子性，以及编译器和CPU乱序执行对并发编程的影响。 自旋锁（Spinlocks）与互斥锁（Mutexes）： 阐明两者在不同场景下的适用性、优先级继承机制（Priority Inheritance）在互斥锁中的应用，以及Futex（快速用户空间互斥锁）如何优化用户空间的同步操作。 总结与展望 本书不仅仅是内核源码的罗列，更是对系统设计思想的提炼。通过对Linux内核各个关键子系统的模块化拆解和深入剖析，读者将建立起一个扎实、全面的操作系统内部运行模型，从而能够更有效地进行性能调优、编写健壮的内核模块和深入理解现代系统软件的底层逻辑。本书适合有C语言基础，并希望深入理解操作系统“黑箱”的高级系统开发人员和研究人员。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为那些渴望一窥操作系统宏伟蓝图的硬核技术人员量身定做的宝典。我拿到手后，首先被它那厚重的分量和严谨的排版所震撼，这绝不是那种轻描淡写的入门读物。内容上，它似乎将整个Windows操作系统的“骨架”都拆解开来，一丝不苟地向你展示CPU调度、内存管理这些核心模块是如何协同运作的。我印象最深的是它对进程和线程生命周期的描述，那种将抽象概念具象化到寄存器和内核结构层面的讲解方式，让人茅塞顿开。读起来需要极高的专注度，每读完一个小节，都像是在脑海中重建了一个微缩的虚拟世界，你开始能理解为什么某些看似简单的系统调用背后，需要调用链条如此复杂和精妙的内部机制。对于那些日常工作中只是“使用”Windows的人来说，这本书的内容或许显得过于底层和晦涩，但对于系统架构师、内核开发者或是系统安全研究者而言，这简直是教科书级别的深度剖析，是理解系统稳定性和性能瓶颈的基石。它不是告诉你“怎么做”，而是告诉你“它是怎么做的”，这种自底向上的认知构建，无可替代。

评分☆☆☆☆☆

如果你期望这本书能像一本“如何快速修复Bug”的手册那样立竿见影，那你的期待可能会落空。它的价值在于“预防胜于治疗”，在于从根源上理解系统的行为模式。我尤其欣赏它对系统对象管理器如何处理句柄、引用计数以及命名空间隔离的阐述。这种对资源生命周期管理的精细控制，是保障系统长期稳定运行的关键。每当我遇到一些关于权限提升或沙箱逃逸的讨论时，我都会回过头来查阅书中关于安全引用的部分，你会发现，很多所谓的“漏洞”，其实都是对设计者预设的边界条件的误用或滥用。这本书提供的不仅仅是知识，更是一种严谨的、自洽的系统思维框架。它让你学会用设计者的眼光去看待每一个API调用，去质疑每一个看似理所当然的系统响应，从宏观的架构到微观的内存页对齐，无所不包，展现了那个时代顶尖工程师们的智慧结晶。

评分☆☆☆☆☆

这份材料的深度是令人敬畏的，它带来的不是即时可见的效率提升，而是长期的、战略性的技术视野。我周围不少同事都对它望而却步，认为过于学术化，但对我来说，它更像是一份“特权访问”的许可证。它没有提供任何花哨的技巧或流行的框架解读，而是专注于最核心、最不易变的底层原理。比如，在讨论虚拟内存和物理内存映射的部分，作者们对TLB（转换后援缓冲区）的刷新机制、分页错误的处理流程进行了极其细致的梳理，这对于理解性能陷阱，比如缓存污染或不当的内存访问模式，提供了无可辩驳的理论依据。这本书的行文风格极其客观和精确，几乎没有冗余的形容词，每一个句子都承载着大量的技术信息。你必须放慢速度，反复咀嚼那些关于同步机制和锁粒度的讨论。它迫使你停止猜测，转而依赖经过严格验证的设计决策来构建你的认知结构。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，更像是一场漫长的、与顶尖工程师进行深度对话的旅程。它坦诚地揭示了操作系统的复杂性，以及为了实现高效能和稳定性所做的无数权衡取舍。我特别赞赏作者们在解释复杂算法时，总是能够辅以足够多的上下文和历史原因，这使得我们理解这些设计决策不再是孤立的知识点，而是历史和需求演进的结果。例如，关于启动和关机序列的描述，展示了一个庞大、精密的机器如何被一步步唤醒和休眠，其中包含了多少对硬件时序的精确控制。这本书的阅读难度极高，它不适合“刷完”；它需要被当作工具书一样，伴随着实际的工作和研究，反复查阅和印证。每次重读，都会有新的理解浮现，因为你的自身技术水平也在不断提高，能够解析出更深层次的逻辑。它不是一本让你读完就束之高阁的书，而是真正融入你技术血脉的参考标准。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的阅读体验像是在攀登一座技术的高峰，过程是艰辛的，但顶峰的风景无与伦比。我花了很多时间去对照书中的流程图和数据结构定义，试图在自己的脑海中构建起一个实时运行的模型。它对I/O子系统的阐述尤其精彩，那种关于“快速路径”和“慢速路径”的区分，以及对IRP（I/O请求包）生命周期的跟踪，简直是艺术品级别的设计文档解读。我记得有一次调试一个奇怪的系统挂起问题，市面上所有流传的解决方案都无法奏效，后来翻阅这本书中关于DPC（延迟过程调用）处理顺序的章节，才猛然意识到是我对某个驱动程序中断处理机制的理解出现了偏差。这本书的价值就在于，它提供了官方的、未经修饰的内部视角，让你能够跳出应用层的思维定势，直接与内核的逻辑对话。它要求你掌握汇编、C语言基础以及一定的硬件知识，但回报是巨大的——你不再是盲目地信任操作系统，而是真正理解了它的局限与强大。